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Methoden und Instrumentierung Poster: Mi., 14:00–16:30 M-P89
Konstruktion eines Textur/Pulver-Flugzeitdiffraktometers am FRM-II
Jens M. Walter 1 , Harald Conrad 2 , Wolfgang Schäfer 1
1 Mineralogisch-Petrologisches Institut der Universität Bonn, Aussenstelle am Forschungszentrum
Jülich, MIN/ZFR, D-52425 Jülich – 2 Institut für Festkörperfoschung,
Forschungszentrum Jülich, D-52425 Jülich
Auch nach Beendigung der Messmöglichkeiten am Jülicher Forschungsreaktors FRJ-2
besteht insbesondere bei den Geowissenschaften und der Festkörperchemie ein großer
Bedarf an einem Textur- und Pulverneutronendiffraktometer, das auf eine mittlere
Auflösung und hohe Intensität optimiert ist. Die Osthalle am FRM-II in München
kann hier aufgrund des ca. 35 m langen Flugweges der Neutronen besonders den experimentellen
Anforderungen an die geplanten Probenumgebungen einen idealen Experimentierplatz
auf der Basis der Flugzeitmethode liefern.
Das Textur/Pulver-Diffraktometer soll allgemein für die Materialwissenschaften ausgelegt
werden und dabei als Texturdiffraktometer auf die Anforderungen geowissenschaftlicher
Fragestellungen optimiert werden. Aufgrund der vorgesehenen horizontalen
Strahlteilung des SR5 mit dem Jülicher TOPAS wird in der Konzeption von einer Ausgangsstrahlgeometrie
von 48 x 48 mm ausgegangen. Dieser wird mittels eines Strahlkompressors
für die Puls-Chopper komprimiert und anschließend wieder dekomprimiert.
Nach dem Puls-Chopper sind noch jeweils ein Band und ein Überlapp-Chopper
geplant. Bei einer Fluglänge von 10 m zwischen Puls-Chopper und Detektoren ergibt
sich bei einer Auflösung von ∆d/d ≤ 5x10 −3 eine Pulsfrequenz von 200 Hz und ein
Wellenband von 2 ˚A, das an die entsprechend benötigten d-Werte anpassbar ist. Das
∆L/L erlaubt damit eine Probengröße von 2,5 cm im Durchmesser, was eine Voraussetzung
für die üblicherweise grobkörnigen polyphasen geologischen Proben ist. Für
Pulvermessungen im mm 3 -Bereich ist ein vom Puls-Chopper weiter fokussierender Leiter
geplant, der mit dem dekomprimierenden Leiter alternierend eingebaut werden
kann. Die ortsauflösenden Detektoren befinden sich dabei in Rückstrahlung auf einem
Debye-Scherrer Kegel. Als zweiter Probenort soll eine Hochdruckzelle für extreme Bedingungen
(25 GPa, 3000 K) im Strahl plaziert werden können.
Das Flugzeit-Multidetektorsystem ist auf minimale Probenrotationen ausgelegt, so
dass auch experimentelle Probenumgebungen, wie Scherzellen, uniaxiale Lastrahmen,
HT/HP-Autoklaven und zusätzlich Radiographieuntersuchungen möglich werden. Die
Pulverdiffraktometrie soll in den Bereichen 0,3 - 1500 K und bis 7 Tesla durchgeführt
werden können.