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Methoden und Instrumentierung Poster: Mi., 14:00–16:30 M-P39
Neue Entwicklungen in der Neutronenoptik
Thomas Krist 1
1 Hahn-Meitner-Institut Berlin, Glienicker Str. 100, 14109 Berlin
Am HMI werden neutronenoptische Komponenten wie Polarisatoren und Analysatoren,
Kollimatoren und fokussierende Elemente gebaut und getestet.
Es wurden polarisierende bender hergestellt, die aus Si-wafers mit Dicken zwischen
0.15 mm und 0.25 mm bestehen. Diese bender wurden mit Neutronen bei Wellenlängen
von 0.24 nm und 0.475 nm getestet, wobei 42 - 60 % der spin up Komponente mit
Polarisationen von über 95 % durch die bender transmittiert wurden.
Es wurde auch ein polarisierender bender ohne absorbierende Schichten gebaut, der
einen Neutronenstrahl in zwei polarisierte Strahlen aufspaltet, die den bender unter
unterschiedlichen Winkeln verlassen. Mit einem Kollimator hinter diesem bender kann
dann insbesondere die in Flugrichtung transmittierte Komponente herausgefiltert werden.
Für eine Wellenlänge von 0.475 nm wurden eine maximale Transmission von 50 %
der gewünschten Komponente und eine Polarisation von mehr als 98 % erreicht. Damit
steht ein Festkörper-Transmissionspolarisator zur Verfügung, der einen beliebig breiten
Strahl über eine Strecke von weniger als 100 mm polarisiert, ohne die Flugrichtung der
Neutronen zu ändern.
Ferner wurden Spin-Analysatoren in der Bauform einer radialen cavity gebaut, die es
erlauben, in zwei Dimensionen einen Winkelbereich von 5 Grad zu analysieren.
Es wurden auch Festkörper-Kollimatoren hergestellt. Dabei bestanden die Kanalwände
entweder aus rein absorbierenden Schichten oder waren zusätzlich dazu mit einer reflektierenden
Schicht versehen worden. Mit deren Hilfe kann eine rechteckige Transmissionsfunktion
erreicht werden, im Gegensatz zur dreieckigen Form bei Kollimatoren mit
rein absorbierenden Wänden. Hiermit konnten Kollimationen bis herab zu 0.14 Grad
erreicht werden. Die Transmissionen lagen bei über 95 % der theoretisch erwarteten
Werte.
Durch Einfügung von Abstandshaltern in einen derartiges Bauteil konnten radiale
Kollimatoren realisiert werden.
Kürzlich wurde eine Festkörperlinse getestet, die einen Neutronenstrahls mit der Divergenz
eines mit Ni-58 beschichteten guides von einer Höhe von 20 mm in einem Abstand
von 36 mm hinter dem Linsenende auf 2 mm FWHM fokussierte. Das entspricht einer
Flusserhöhung um einem Faktor 3 im Fokusmaximum in Vergleich zum Fluss an dieser
Stelle ohne Linse.