EP1535288A2 - Neutron optical element for the small angle neutron scattering measuring technique - Google Patents

Neutron optical element for the small angle neutron scattering measuring technique

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Publication number
EP1535288A2
EP1535288A2 EP03750298A EP03750298A EP1535288A2 EP 1535288 A2 EP1535288 A2 EP 1535288A2 EP 03750298 A EP03750298 A EP 03750298A EP 03750298 A EP03750298 A EP 03750298A EP 1535288 A2 EP1535288 A2 EP 1535288A2
Authority
EP
European Patent Office
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neutron
grating
diaphragms
optical component
component according
Prior art date
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Granted
Application number
EP03750298A
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German (de)
French (fr)
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EP1535288B1 (en
Inventor
Ferenc Mezei
Daniel Clemens
Lounis Mokrani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hahn Meitner Institut Berlin GmbH
Original Assignee
Hahn Meitner Institut Berlin GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hahn Meitner Institut Berlin GmbH filed Critical Hahn Meitner Institut Berlin GmbH
Publication of EP1535288A2 publication Critical patent/EP1535288A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1535288B1 publication Critical patent/EP1535288B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/025Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using multiple collimators, e.g. Bucky screens; other devices for eliminating undesired or dispersed radiation

Definitions

  • the invention relates to a neutron optical component for neutron small-angle scatter measurement technology with a plurality of perforated diaphragms made of a neutron-absorbing material, each with at least one active aperture, in support elements in the extension of the neutron beam from the neutron source to the measurement sample, the small-angle beam scattering of which is detected by a detector to reduce beam divergence.
  • neutron optical components Components for guiding, deflecting and specifically influencing a neutron beam, in particular a cold neutron beam, are referred to as neutron optical components. They are used in test setups for neutron small-angle scatter measurement technology. In order to be able to carry out special measurements, the neutrons must have certain properties, for example a certain energy (equivalent to speed), divergence or focusing on the measurement location, which are brought about by the neutron optical components.
  • Small angle neutron scattering in which the neutron radiation scattered by the measurement sample due to physical or chemical inhomogeneities is detected by a corresponding measuring instrument in a relatively small angular range as seen from the sample, represents a key technology for structural investigations in the Nanometer range (1 nm to 100 nm) or above (Ultra Small Angle Neutron Scattering USANS).
  • Possible applications for SANS can be found, for example, in biology and medicine, polymer chemistry, materials science, physics, geology or metallurgy.
  • a so-called "collimator” is used as the neutron-optical component in the measuring instrument.
  • a layer collimator which is made up of packages of alternating neutron reflecting and neutron absorbing foils
  • a diaphragm collimator The aperture collimators normally used in SANS are simple aperture diaphragms, which have a central or several aperture openings of 1 cm to 2 cm in diameter arranged on a circular circuit in a disk made of a neutron-absorbing material. These pinholes are mounted in a carrier element and are arranged in the beam path of the neutron beam.
  • a multifunctional collimator system is known from the article “New SANS Instrument at the BER II reactor in Berlin, Germany by U. Keiderling and A. Wiedenmann (Physica B 213 & 214 (1995) pp 895-897), which consists of four rotatable drum sections , which have different neutron-optical components in the shape of a turret. One of them is a pinhole, so that with this known collimator a maximum of four pinholes can be rotated into the neutron beam, only the pinhole at the beginning and end of the measuring instrument are effective.
  • the SANS spectrometer "Yellow Submarine” uses three spaced pinhole diaphragms, all of which are effective.
  • two pinhole diaphragms are used. On both pin diaphragms several diaphragm openings with different diameters are arranged on a circulating circuit, which can be rotated into the neutron beam if necessary, so that only one diaphragm opening is active at a time.
  • One pinhole is arranged in the beginning, the other in the end region of the extension of the neutron beam between the neutron source and the sample. The divergence of the neutron beam is reduced by only allowing neutrons to pass through the aperture openings.
  • the neutron-absorbing material from which the pinhole diaphragms are made destroys those neutrons whose trajectories do not run in the desired divergence cone.
  • a reduction in the size of the pinhole and / or an increase in the spacing of the effective pinhole from one another does indeed reduce the divergence cone, as a result of which the instrumental resolution of the measuring instrument is improved.
  • a reduction in the opening angle of the divergence cone and a reduction in the size of the pinhole aperture are accompanied by a significant reduction in the beam intensity that can be measured behind the aperture system. This means that when the sample is irradiated, the sufficient neutron intensity cannot be achieved with a simultaneously high measurement resolution.
  • the combined reflectometry and small-angle scattering system KWS 3 with focusing mirror is known (see http://www.fz-juelich.de/iff/lnstitute/ism/pictures/poster.jpg, as of August 21, 2002).
  • a toroidal mirror with a plurality of curved mirror layers is used as the focusing neutron optical component, which focuses the neutron beam in several planes through the sample onto a point in the detector plane.
  • a pinhole to reduce the beam divergence is arranged in front of the toroidal mirror and has a diaphragm opening that can vary between 1 mm 2 and 100 mm 2 .
  • neutron optical components have refractive lenses, magnetic lenses or curved crystals.
  • the resulting focus for these neutron optical components depends on the neutron speed, which has a disadvantageous effect on their use on measuring instruments that use a broad speed distribution.
  • Refractive lenses extend many centimeters along the neutron beam. This leads to loss of intensity for the materials in question.
  • Reflective or refractive neutron-optical components have a disadvantageous effect on the scatter pattern due to their own scattering characteristics, which result because they are usually not ideal to produce.
  • the neutron beam in continuous and pulsed form has neutrons of different speeds. Due to the equivalence of the speed to the wavelength of the neutrons, neutrons of the same speed can therefore be referred to as "monochrome neutrons". In order to be able to provide only neutrons of a wavelength band, a speed selection is therefore necessary. This is done with a speed selector, we It is known, for example, from the KWS3, which is a neutron-optical component with a rotating drum, along which absorber compartments are arranged with a spiral course.
  • the standing drum is neutron-impermeable because there is no unobstructed view through the material-free channels between the spiral compartments
  • neutrons pass through these channels at a suitable speed during rotation, and this known speed selector is relatively complex to produce. Since neutrons are subject to gravity due to their mass, their trajectory is a parabola. Their curvature depends on the flight speed of the neutrons. The flight parabola is therefore a wavelength-selective sorting measure for monochrome neutrons. Fast neutrons have a flat, slow neutrons have a strongly curved trajectory.
  • the task for the present invention is seen in developing a generic neutron optical component with pinhole diaphragms in such a way that it achieves a high measurement resolution in the function of an aperture collimator.
  • a sufficiently high radiation intensity must be guaranteed.
  • the neutron-optical component according to the invention should be able to take on further beam-influencing functions, in particular those of beam focusing and speed selection. Use in particular for pulsed neutron beams should also be possible.
  • the neutron-optical component according to the invention should be relatively simple in its construction and in its technical feasibility. Furthermore, it should not create any disruptive influences on the scatter patterns.
  • a number n of pinhole apertures which are designed as grating diaphragms, ensures the beam guidance, is provided with a variable distance from one another and that each grating diaphragm has a constant number m of closely adjacent diaphragm openings which divide the neutron beam passing through into a number m of partial beams and a size decreasing in the direction of the measurement sample to reduce the divergence of the partial beams have, in each case the diaphragm openings defining a partial beam of all n grating diaphragms being arranged at least in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons on their parabolic orbit and all partial beams being focused on the detector.
  • the neutron-optical component according to the invention has perforated diaphragms in the form of grating diaphragms.
  • a particularly high resolution is achieved when the measurement sample is irradiated due to the aperture openings which are greatly reduced in comparison with known aperture openings and which result in a substantial reduction in the beam divergence.
  • the drastic loss of intensity associated with a simple reduction of an aperture is avoided, however, by the neutron beam provided by the neutron source being formed by the sieve-like design of the pinhole diaphragms in the form of grating diaphragms with a large variety of small aperture openings is divided into a corresponding number of partial beams.
  • Each partial beam representing its own channel is continuously guided through all of the associated aperture openings on all grating apertures, and its divergence is thereby continuously improved. Due to the sum of all individually improved partial beams, a large irradiation area on the measurement sample is irradiated with great intensity. It is possible to enlarge the illuminated sample area by a factor of 10 to 100 compared to a conventional single-channel system. The intensity of the neutron beam is hardly reduced, the neutrons provided are used well, which is particularly advantageous in the case of a pulsed neutron beam.
  • the individual partial beams are focused on the detector location, so that a focusing collimator is realized with the invention. Focusing is carried out by appropriately guiding the bundle of all individual beam channels toward the focus.
  • the measure for the reduction depends on the convergence cone formed by the entire measuring instrument. This basically determines the entire structure of the collimator according to the invention with regard to the number and spacing of the individual grille shutters and the number, spacing and size of the aperture openings.
  • a change in the divergence cone accordingly also requires a change in the collimator structure.
  • the divergence cone begins with the beam cross section of the neutron beam provided by the neutron source and ends in the ideally point-shaped detector location.
  • the length of the divergence cone is determined by the length of extension between the initial neutron beam and the detector location in the measuring instrument.
  • the measurement sample is positioned in the convergence cone according to the desired radiographic area.
  • the required reduction for the individual diaphragm openings depending on the position of the respective pinhole in the convergence cone can thus be calculated according to the ray set. A computer-aided calculation is helpful when determining parameters.
  • the number of grating shutters used depends on the path length of the neutron beam in the measuring instrument. For example, twenty lattice screens can be arranged in the beam path in a compactly dimensioned structure (for example 2 m). When selecting the number, it is important to ensure the guidance of the individual partial beams, which is given by the spacing of the aperture openings in the individual lattice apertures and the respective absorption in the surrounding webs. Since there is still a relatively large divergence of the partial beams in the initial region of the neutron beam, adequate beam guidance can advantageously be achieved here by a relatively dense arrangement of the grille shutters can be achieved. With increasing divergence, the distance between the individual grating diaphragms in the direction of the measurement sample can then be increased.
  • the lattice panels can be designed as a lattice frame with square aperture openings.
  • Such lattice frames which can consist in particular of the neutron absorbing cadmium, are simple components whose square diaphragm openings in rows and columns are much easier to manufacture than round diaphragm openings.
  • the dimensioning of the required absorbing webs and the reduction of the individual aperture openings in the course of the divergence cone can be calculated and carried out numerically without any problems.
  • the measurement resolution of the measuring instrument can thus be freely adjusted over a wide range by a corresponding choice of the number n of grating diaphragms and the number m of diaphragm openings for channel formation.
  • the neutron-optical component according to the invention in its function as a focusing collimator, consists of an arrangement of a plurality of grating diaphragms that only allow beam paths that converge on the same location in the detection plane.
  • a specific aperture in each grille aperture is assigned to each channel.
  • the successive row of grating diaphragms then defines the individual channel or the converging course of the individual partial beams into the focus in the detection plane.
  • it is necessary that the grating diaphragms are aligned exactly in the beam path of the neutron beam with regard to their diaphragm openings.
  • This exact alignment of the grille shutters along or for determining the beam path is achieved with the aid of the support elements which hold the grille shutters.
  • vertical translation units with high positioning accuracy, for example actuators with micrometer screws or piezo actuators, an alignment to 0.01 mm or better possible.
  • the lattice diaphragms or individual diaphragm openings are aligned on the parabolic orbits of the monochrome neutrons characterized by their flight speed, since these are subject to gravity. Every permitted parabolic orbit is traversed only by neutrons of almost the same speed and therefore wavelength.
  • the aperture openings defining a partial beam are all n grating diaphragms are arranged on their parabolic orbit at least in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons.
  • the term "at least” is interpreted in the sense of permanent alignment on a single parabolic orbit.
  • the grating diaphragms or their apertures traverse a large number of conceivable parabolic orbits.
  • the neutron-optical component When setting each parabolic orbit, a certain time delay along the neutron flight path can occur in the measuring instrument In the dynamic case, it is therefore advantageous for the neutron-optical component according to the invention if the aperture openings lying on the parabolic path of monochrome neutrons in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons in further time intervals given by the flight time of other monochrome neutrons by corresponding local displacement of the grating diaphragms lie on their parabolic orbits. Thus monochrome neutrons of different speeds are collimated and focused.
  • the transmitted wavelength bands of the neutron-optical component according to the invention can thus be set in a targeted manner.
  • the selection effects for the speed of the neutrons completely disappear - a gravitational-free system is available - and the neutron optical component becomes a broadband optic, as is required for pulsed neutron sources.
  • the process over all parabolic orbits in the pulsed neutron beam can advantageously be carried out in a continuous, oscillating sequence. Accordingly, it is advantageous if the grille shutters are moved in an oscillating manner between the top and bottom parabolic orbits.
  • the implementation of prescribed periods of motion for the entire neutron optical component according to the invention with all grating apertures, such as it requires, for example, the situation described below without gravity, can be achieved by an electronically controlled movement of the grille shutters. It is therefore advantageous if the shifting of the grille shutters takes place via a corresponding time control of drive units of the vertical translation units or of support rails holding them.
  • the drive units required for the displacements can be adjusting screws (micrometer screws) moved by controlled servomotors, stepping motor driven adjusting screws, piezoelectric actuators or any other electronically programmable movement system.
  • the entire component or the carrier elements of the grille shutters can advantageously be mounted on springs so that its natural frequency is close to the clock frequency. In this case, it is also a task for the electronic control to convert the sinusoidal movements of the oscillating base for the grille shutters into a parabolic movement with constant acceleration during the active phase.
  • the gravitation effectively acting in the neutron optical component according to the invention is changed by moving the grating diaphragms in the vertical direction with an acceleration A during the neutron passage. After a phase of uniform acceleration, acceleration in the opposite direction takes effect in order to bring the grille shutters back into their starting position.
  • the size of the acceleration A determines the selection sharpness of the desired speed band. It can therefore be advantageous in the case of the neutron-optical component if the grating diaphragms are shifted in time-defined acceleration phases.
  • the grille shutters After 20 ms, the grille shutters reach their highest position, which is 1.962 mm above the initial position, and in the remaining 20 ms of the free fall phase, they fall back to the initial position. In the next 20 ms, their speed is reversed so that the cycle can start again, passing through their lowest position, which is 0.981 mm below the initial position.
  • FIG. 1 shows a side view of the neutron optical component
  • FIG. 2 shows a front view of the structure according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a grille screen at the beginning of the structure
  • FIG. 4 shows a grille panel at the end of the construction
  • Figure 5 is a dimensioning table
  • Figure 6 is a speed diagram for the function of the neutron optical component as a speed selector.
  • FIG. 1 shows a side view of the neutron-optical component 1 according to the invention for the neutron small-angle scatter measurement technology.
  • the extension length 2 of the neutron-optical component 1 from the provision of a neutron beam, which takes place from the right in the exemplary embodiment shown, to the measurement sample is mainly defined by a high-precision carrier rail 3. It can have a length of, for example, 2 m to 20 m.
  • the carrier elements 4 are vertical translation units 5 with a particularly high positioning accuracy, for example in one embodiment as micrometer screws. In the static application, these are set to a fixed value for a continuous neutron beam.
  • a grating screen 7 is shown in the view at the beginning and end of the neutron-optical component 1.
  • all grating diaphragms 7 are aligned on a straight beam axis.
  • the alignment takes place on one or more parabolic orbits for speed selection of the monochrome neutrons, as a result of which the neutron-optical component 1 according to the invention works not only as a focusing collimator but also as a speed selector.
  • the distance between the grating diaphragms 7 is dependent on the extension length 2 and the optical guidance of the neutron beam. Since this still has a large divergence at the beginning of the neutron-optical component 1, a small spacing of the individual grating diaphragms 7 from one another is realized here, which ensures sufficient absorption of the neutrons not lying in the convergence region of the grating diaphragms 7 from the material of the grating diaphragms 7. With an increasing reduction in beam divergence and thus a decreasing absorption requirement due to the sequence of a plurality of grille shutters 7 in succession, the guide distance between the grille shutters 7 can be increased accordingly become.
  • a non-linear distance distribution between the grating diaphragms 7 is selected. With this an optimal reduction of the beam divergence can be achieved. Due to the close spacing of the carrier elements 4 in the initial region, it makes sense to drive the drive units 6 assigned to the carrier elements 4 in the dynamic case in order to achieve broadband, which can be connected to them at right angles, alternately on both sides of the carrier elements 4, which also alternate two parallel support rails 3, 8 can be arranged to align.
  • FIG. 2 shows the neutron-optical component 1 according to the invention from the front from the direction of the incident neutron beam, that is to say from the right in FIG. 1.
  • the parallel carrier rails 3, 8 are shown in the lower area.
  • the first support element 4 is arranged oriented to the left, which supports the first grille screen 7 in the upper region via a support frame 9.
  • the support element 4 arranged on the rail 8 oriented to the right carries the second grille panel, which lies exactly behind the first grille panel 7 and therefore cannot be seen in FIG. 2.
  • Both carrier elements 4 shown have carrier slides 10 in the lower region, by means of which they can be positioned along the carrier rails 3, 8 and fixed by means of knurled screws 11.
  • the carrier elements 4 are connected to the electrically controllable drive units 6 for the vertical adjustment of the grille shutters 7.
  • the carrier frame 9 has a knurled screw 12 in the lower region for fine adjustment of the grille screen 7. In the exemplary embodiment shown, this is designed as a lattice frame 13 with square diaphragm openings 14.
  • Each partial beam is increasingly converged in the course of all grating frames 13 or grating diaphragms 7 and focused on the detector location.
  • the diaphragm openings 14 in the lattice frame 13 according to FIG. 3 are the largest in this example (2 mm ⁇ 2 mm).
  • the horizontal and vertical web width here is 0.6 mm.
  • the smallest diaphragm openings 14 (1 mm ⁇ 1 mm) are located in the lattice frame 13 on the output side (left side) of the neutron optical component 1 according to FIG. 4.
  • the web width is still 0.3 mm. The decrease in size of the individual aperture openings 14 and web widths can be clearly seen.
  • This reduction which corresponds to a narrowing of the individual channels and thus an improvement in their convergence, depends on the position of the grating frames 13 (or grating apertures 7) in the convergence cone of the neutron-optical component 1 according to the invention in order to achieve a large convergence of the apertures 14 partial beams formed.
  • the absolute number of diaphragm openings 14 depends on the desired radiation area on the measurement sample, which should be as large as possible, and on the divergence reduction that can be achieved.
  • the grid panel number i is listed in the first column.
  • the absolute position pos of the grating diaphragms from the beginning (right) of the neutron optical component according to the invention is given in mm in the second column.
  • the Divergence div can be found in the third column as a relative factor. Their reduction can be clearly seen with the progressive position of the grille shutters.
  • the opening diameter of the square aperture is shown in mm in the fourth column. This decreases continuously from 2 mm to 1 mm.
  • the reduction factor redf associated with the reduction is listed. Such dimensions can easily be carried out with the aid of computer-aided calculation programs for any parameter constellations.
  • the neutron optical component according to the invention not only works as a focusing collimator, but also as a speed selector.
  • the gravitation that affects the course of the parabolic orbits of the neutrons is used.
  • the implementation of the speed selection for a neutron optical component with a transmission of square diaphragm openings of 3 mm to 1.5 mm over an extension length of 15 m chosen as an example is shown in the speed diagram according to FIG. 6 with a plot of the transmission trans over the wavelength wav.
  • the left and right half curves each belong to different wavelength bands, i.e. different positions of the grating diaphragms on two different parabolic orbits.
  • a special wavelength band can thus be selected by setting the parabolic orbit (applies to the static case of the continuous neutron beam; in the dynamic case of the pulsed neutron beam, all the wavelengths occurring in the neutron beam are continuously and cyclically traversed in accelerated motion).
  • the design parameters of the neutron-optical component can therefore be easily set differently.

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Abstract

A high measuring resolution along with a large irradiation surface and a high beam intensity are required for structural analyses of material according to the small angle neutron scattering measuring technique. However, with known diaphragm collimators, the necessary beam divergence cannot be reached without an unacceptable loss of intensity. The inventive neutron optical element (1) comprises a plurality of successively arranged pinhole diaphragms embodied as grating diaphragms (7), each grating diaphragm (7) comprising a plurality of diaphragm apertures (14). In this way, the neutron beam is divided into individual beams which are each improved in terms of the convergence thereof. Furthermore, the channels defined by the course of the grating diaphragms (7) by means of respectively identically positioned diaphragm apertures (14) are narrowed according to the convergence cone provided by the structure of the measuring instrument. Simultaneously, all of the partial beams can be focussed onto the detection spot. In order to select monochrome neutrons, the grating diaphragms (7) are positioned on the speed-dependent parabolic paths. In this way, the claimed, neutron optical element does not only function as a high-resolution, focussing collimator, but also as a speed selector. The continuous and cyclic displacement of the grating diaphragms (7) over all of the parabolic paths enables the entire neutron beam to be used. In this way, the inventive neutron optical element can be especially used for pulsed neutron beams.

Description

Neutronenoptisches Bauelement für die Neutronenkleinwinkelstreu- MesstechnikNeutron optical component for neutron small-angle scattering measurement technology
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein neutronenoptisches Bauelement für die Neutronenkleinwinkelstreu-Messtechnik mit mehreren, in der Erstreckung des Neutronenstrahls von der Neutronenquelle zur Messprobe, deren kleinwinklige Strahlstreuung von einem Detektor erfasst wird, in Trägerelementen gehalterten Lochblenden aus einem neutronenabsorbierenden Material mit jeweils zumindest einer aktiven Blendenöffnung zur Verringerung der Strahldivergenz.The invention relates to a neutron optical component for neutron small-angle scatter measurement technology with a plurality of perforated diaphragms made of a neutron-absorbing material, each with at least one active aperture, in support elements in the extension of the neutron beam from the neutron source to the measurement sample, the small-angle beam scattering of which is detected by a detector to reduce beam divergence.
Als neutronenoptische Bauelemente werden Bauteile zum Leiten, zum Ablenken und zum gezielten Beeinflussen eines Neutronenstrahls, insbesondere eines kalten Neutronenstrahls, bezeichnet. Sie werden in Messaufbauten für die Neutronenkleinwinkelstreu-Messtechnik eingesetzt. Um spezielle Messungen durchführen zu können, müssen die Neutronen bestimmte Eigenschaften, beispielsweise eine bestimmte Energie (äquivalent mit Geschwindigkeit), Divergenz oder Fokussierung auf den Messort, aufweisen, die durch die neutronenoptischen Bauelemente herbeigeführt werden. Die Neutronenkleinwinkelstreuung (Small Angle Neutron Scattering SANS), bei der die von der Messprobe aufgrund physikalischer oder chemi- scher Inhomogenitäten gestreute Neutronenstrahlung in einem relativ kleinen, von der Probe aus gesehen vorwärtsgerichteten Winkelbereich von einem entsprechenden Messinstrument detektiert wird, stellt eine Schlüsseltechnologie für Strukturuntersuchungen im Nanometerbereich (1 nm bis 100 nm) oder darüberliegend (Ultra Small Angle Neutron Scattering USANS) dar. Mögliche Anwendungen für die SANS sind beispielsweise in der Biologie und Medizin, der Polymerchemie, den Materialwissenschaften, der Physik, der Geologie oder der Metallurgie zu finden. Zur Verringerung der Divergenz eines Neutronenstrahls wird als neutronenoptisches Bauelement im Messinstrument ein sogenannter „Kollimator" verwendet. Grundsätzlich wird hier unterschieden zwischen einem „Schichten- Kollimator", der aus Paketen sich abwechselnder neutronenreflektierender und neutronenabsorbierender Folien aufgebaut ist, und einem „Blenden- Kollimator", der ein mit der Optik vergleichbares Blendensystem mit schlitz- oder lochartigen Blendenöffnungen darstellt. Bei den normalerweise in der SANS genutzten Blenden-Kollimatoren handelt es sich um einfache Lochblenden, welche eine zentrale oder mehrere auf einem Umlaufkreis angeordnete Blendenöffnungen von 1 cm bis 2 cm Durchmesser in einer Scheibe aus einem neutronenabsorbierenden Material aufweisen. Diese Lochblenden sind in einem Trägerelement gelagert und werden im Strahlengang des Neutronenstrahls angeordnet. Sie weisen im Allgemeinen einen Abstand zwischen 2 m und 16 m zueinander auf. Derartige Lochblenden werden im Stand der Technik beispielsweise im „LOQ-Diffraktometer" der englischen ISIS-Anlage (vergleiche http://www.isis.rl.ac.uk/largescale/LOQ/images/Loq.gif , Stand 21.08.2002) oder im SANS-Spektrometer „Yellow Submarine" (vergleiche http://www.iki.kfki.hu/nuclear/bnc/instruments/instr_sans.html , StandComponents for guiding, deflecting and specifically influencing a neutron beam, in particular a cold neutron beam, are referred to as neutron optical components. They are used in test setups for neutron small-angle scatter measurement technology. In order to be able to carry out special measurements, the neutrons must have certain properties, for example a certain energy (equivalent to speed), divergence or focusing on the measurement location, which are brought about by the neutron optical components. Small angle neutron scattering (SANS), in which the neutron radiation scattered by the measurement sample due to physical or chemical inhomogeneities is detected by a corresponding measuring instrument in a relatively small angular range as seen from the sample, represents a key technology for structural investigations in the Nanometer range (1 nm to 100 nm) or above (Ultra Small Angle Neutron Scattering USANS). Possible applications for SANS can be found, for example, in biology and medicine, polymer chemistry, materials science, physics, geology or metallurgy. In order to reduce the divergence of a neutron beam, a so-called "collimator" is used as the neutron-optical component in the measuring instrument. Basically, a distinction is made here between a "layer collimator", which is made up of packages of alternating neutron reflecting and neutron absorbing foils, and a "diaphragm collimator" The aperture collimators normally used in SANS are simple aperture diaphragms, which have a central or several aperture openings of 1 cm to 2 cm in diameter arranged on a circular circuit in a disk made of a neutron-absorbing material. These pinholes are mounted in a carrier element and are arranged in the beam path of the neutron beam. They are generally at a distance of between 2 m and 16 m from one another rd in the state of the art, for example in the "LOQ diffractometer" of the English ISIS system (see http://www.isis.rl.ac.uk/largescale/LOQ/images/Loq.gif, as of August 21, 2002) or in SANS spectrometer "Yellow Submarine" (see http://www.iki.kfki.hu/nuclear/bnc/instruments/instr_sans.html, Stand
19.08.2002) verwendet. Aus dem Aufsatz „New SANS Instrument at the BER II reactor in Berlin, Germany von U. Keiderling und A. Wiedenmann (Physica B 213 & 214 (1995) pp 895-897) ist ein multifunktionales Kollimatorsystem bekannt, das aus vier drehbaren Trommelabschnitten besteht, die revolverförmig unterschiedliche neutronenoptische Bauelemente aufweisen. Bei einem davon handelt es sich um eine Lochblende, sodass mit diesem bekannten Kollimator zwar maximal vier Lochblenden in den Neutronenstrahl gedreht werden können, dabei sind jedoch nur die Lochblenden am Anfang und am Ende des Messinstruments wirksam. Bei dem SANS-Spektrometer „Yellow Submarine" werden drei beabstandete Lochblenden verwendet, die alle wirksam sind. Bei dem LOQ-Diffraktometer, von dem die vorliegende Erfindung als nächstliegendem Stand der Technik ausgeht, werden zwei Lochblenden eingesetzt. Auf beiden Lochblenden sind mehrere in ihrem Durchmesser unterschiedliche Blendenöffnungen auf einem Umlaufkreis angeordnet, die bedarfsweise in den Neutronenstrahl hineingedreht werden können, sodass jeweils immer nur eine Blendenöffnung aktiv ist. Ein Lochblende ist im Anfangs-, die andere im Endbereich der Erstreckung des Neutronenstrahls zwischen Neutronenquelle und Probe angeordnet. Die Divergenz des Neutronenstrahl wird dadurch verringert, dass nur durch die Blendenöffnungen Neutronen hindurchgelassen werden. Jenseits der Blendenöffnungen vernichtet das neutronenabsorbierende Material, aus dem die Lochblenden bestehen, jene Neutronen, deren Trajektorien nicht im gewünschten Divergenzkegel verlaufen. Eine Verringerung der Lochblendengröße und/oder eine Vergrößerung des Abstands der wirksamen Lochblenden zueinander verkleinert zwar den Divergenzkegel, wodurch die instrumenteile Auflösung des Messinstruments verbessert wird. Mit einer Verkleinerung des Öffnungswinkels des Divergenzkegels und der Verringerung der Lochblendengröße geht aber eine bedeutende Reduktion der hinter dem Blendensystem messbaren Strahlintensität einher. Somit kann bei der Durchstrahlung der Messprobe nicht die ausreichende Neutronenintensität bei einer gleichzeitig hohen Messauflösung erreicht werden.19.08.2002) was used. A multifunctional collimator system is known from the article “New SANS Instrument at the BER II reactor in Berlin, Germany by U. Keiderling and A. Wiedenmann (Physica B 213 & 214 (1995) pp 895-897), which consists of four rotatable drum sections , which have different neutron-optical components in the shape of a turret. One of them is a pinhole, so that with this known collimator a maximum of four pinholes can be rotated into the neutron beam, only the pinhole at the beginning and end of the measuring instrument are effective. The SANS spectrometer "Yellow Submarine" uses three spaced pinhole diaphragms, all of which are effective. In the LOQ diffractometer, from which the present invention is based as the closest prior art, two pinhole diaphragms are used. On both pin diaphragms several diaphragm openings with different diameters are arranged on a circulating circuit, which can be rotated into the neutron beam if necessary, so that only one diaphragm opening is active at a time. One pinhole is arranged in the beginning, the other in the end region of the extension of the neutron beam between the neutron source and the sample. The divergence of the neutron beam is reduced by only allowing neutrons to pass through the aperture openings. Beyond the apertures, the neutron-absorbing material from which the pinhole diaphragms are made destroys those neutrons whose trajectories do not run in the desired divergence cone. A reduction in the size of the pinhole and / or an increase in the spacing of the effective pinhole from one another does indeed reduce the divergence cone, as a result of which the instrumental resolution of the measuring instrument is improved. However, a reduction in the opening angle of the divergence cone and a reduction in the size of the pinhole aperture are accompanied by a significant reduction in the beam intensity that can be measured behind the aperture system. This means that when the sample is irradiated, the sufficient neutron intensity cannot be achieved with a simultaneously high measurement resolution.
Zur Verbesserung der Messauflösung ist die kombinierte Reflektometrie- und Kleinwinkelstreuanlage KWS 3 mit fokussierendem Spiegel bekannt (vergleiche http://www.fz-juelich.de/iff/lnstitute/ism/pictures/poster.jpg , Stand 21.08.2002). Hierbei wird als fokussierendes neutronenoptisches Bauelement wird ein toroidaler Spiegel mit einer Vielzahl gekrümmter Spiegelschichten verwendet, der den Neutronenstrahl in mehreren Ebenen durch die Probe hindurch auf einen Punkt in der Detektorebene fokussiert. Allerdings ist ein derartiger Spiegel sehr aufwändig in seiner Herstellung. Vor dem toroidalen Spiegel ist eine Lochblende zur Verringerung der Strahldivergenz angeordnet, die eine zwischen 1 mm2 und 100 mm2 veränderliche Blendenöffnung aufweist. Durch diese gegenüber den bekannten Lochblenden mit Blendenöffnungen im cm2-Bereich sehr viel kleinere Blendenöffnung kann zwar die Strahldivergenz verbessert werden, allerdings wird die Strahlintensität drastisch verringert. Weitere fokussierende neutronenoptische Bauelemente weisen refraktive Linsen, magnetische Linsen oder gekrümmte Kristalle auf. Der sich ergebende Fokus ist bei diesen neutronenoptischen Bauelementen von der Neutronengeschwindigkeit abhängig, was sich nachteilig auf ihren Einsatz an Messinstrumenten auswirkt, die eine breite Geschwindigkeitsverteilung nutzen. Das sind z.B. die nach dem Flugzeitprinzip arbeitenden Neutroneninstrumente, wie sie hauptsächlich an den Neutronenquelllen der neueren Generation, den Spallationsneutronenquellen arbeiten. Hier gilt es, jeden Puls möglichst vollständig auszunutzen. Refraktive Linsen erstrecken sich über viele Zentimeter entlang des Neutronenstrahls. Das führt für in Frage kommende Materialien zu Intensitätsverlusten. Reflektiv oder refraktiv arbeitende neutronenoptische Bauelemente tragen durch ihre eigene Streucharakteristik, die sich ergibt, weil sie in der Regel nicht ideal herstellbar sind, nachteilig zum Streubild bei,To improve the measurement resolution, the combined reflectometry and small-angle scattering system KWS 3 with focusing mirror is known (see http://www.fz-juelich.de/iff/lnstitute/ism/pictures/poster.jpg, as of August 21, 2002). Here, a toroidal mirror with a plurality of curved mirror layers is used as the focusing neutron optical component, which focuses the neutron beam in several planes through the sample onto a point in the detector plane. However, such a mirror is very complex to manufacture. A pinhole to reduce the beam divergence is arranged in front of the toroidal mirror and has a diaphragm opening that can vary between 1 mm 2 and 100 mm 2 . By this compared to the known pinhole with aperture in cm 2 area of a much smaller aperture, the beam divergence can be improved, but the beam intensity is drastically reduced. Further focusing neutron optical components have refractive lenses, magnetic lenses or curved crystals. The resulting focus for these neutron optical components depends on the neutron speed, which has a disadvantageous effect on their use on measuring instruments that use a broad speed distribution. These are, for example, the neutron instruments working according to the time-of-flight principle, as they mainly work on the neutron sources of the newer generation, the spallation neutron sources. Here it is important to make full use of each pulse. Refractive lenses extend many centimeters along the neutron beam. This leads to loss of intensity for the materials in question. Reflective or refractive neutron-optical components have a disadvantageous effect on the scatter pattern due to their own scattering characteristics, which result because they are usually not ideal to produce.
Der Neutronenstrahl in kontinuierlicher und gepulster Form weist Neutronen unterschiedlicher Geschwindigkeiten auf. Durch die Äquivalenz der Geschwindigkeit zur Wellenlänge der Neutronen kann bei Neutronen derselben Geschwindigkeit somit von „monochromen Neutronen" gesprochen werden. Um für eine Messung nur Neutronen eines Wellenlängenbandes zur Verfügung stellen zu können, ist daher eine Geschwindigkeitsselektion erforderlich. Dies erfolgt mit einem Geschwindigkeitsselektor, wir er beispielsweise vom KWS3 her bekannt ist. Hierbei handelt es sich um ein neutronenoptisches Bauelement mit einer rotierende Trommel, entlang der Absorberfächer mit gewendeltem Verlauf angeordnet sind. Die stehende Trommel ist neutronenundurchlässig, da es keine freie Sicht durch die materialfreien Kanäle zwischen den gewendelten Fächer gibt. Während der Rotation gelangen jedoch Neutronen mit geeigneter Geschwindigkeit durch diese Kanäle hindurch. Dieser bekannte Geschwindigkeitsselektor ist relativ aufwändig herstellbar. Da Neutronen aufgrund ihrer Masse der Gravitation unterliegen, ist ihre Flugbahn eine Parabel. Deren Krümmung ist abhängig von der Fluggeschwindigkeit der Neutronen. Somit ist die Flugparabel ein wellenlängenselektives Sortiermaß für monochrome Neutronen. Schnelle Neutronen haben eine flache, langsame Neutronen eine stark gekrümmte Flugbahn.The neutron beam in continuous and pulsed form has neutrons of different speeds. Due to the equivalence of the speed to the wavelength of the neutrons, neutrons of the same speed can therefore be referred to as "monochrome neutrons". In order to be able to provide only neutrons of a wavelength band, a speed selection is therefore necessary. This is done with a speed selector, we It is known, for example, from the KWS3, which is a neutron-optical component with a rotating drum, along which absorber compartments are arranged with a spiral course. The standing drum is neutron-impermeable because there is no unobstructed view through the material-free channels between the spiral compartments However, neutrons pass through these channels at a suitable speed during rotation, and this known speed selector is relatively complex to produce. Since neutrons are subject to gravity due to their mass, their trajectory is a parabola. Their curvature depends on the flight speed of the neutrons. The flight parabola is therefore a wavelength-selective sorting measure for monochrome neutrons. Fast neutrons have a flat, slow neutrons have a strongly curved trajectory.
Vor dem Hintergrund des vorstehend erläuterten Standes der Technik wird die Aufgabe für die vorliegende Erfindung darin gesehen, ein gattungsgemäßes neutronenoptisches Bauelement mit Lochblenden so weiterzubilden, dass es in der Funktion eines Blenden-Kollimators eine hohe Messauflösung erzielt. Dazu ist in Abhängigkeit von der Strahldivergenz auf einer möglichst großen Durchstrahlungsfläche auf der Messprobe eine ausreichend hohe Strahlungsintensität zu gewährleisten. Weiterhin soll das erfindungsgemäße neutronen- optische Bauelement weitere strahlbeeinflussende Funktionen, insbesondere die der Strahlfokussierung und der Geschwindigkeitsselektion übernehmen können. Ein Einsatz insbesondere auch für gepulste Neutronenstrahlen soll möglich sein. Trotz dieser Multifunktionalität soll das erfindungsgemäße neutronenoptische Bauelement jedoch relativ einfach in seinem Aufbau und in seiner technischen Realisierbarkeit sein. Weiterhin soll es keine störende Einflüsse auf die Streubilder erzeugen.Against the background of the prior art explained above, the task for the present invention is seen in developing a generic neutron optical component with pinhole diaphragms in such a way that it achieves a high measurement resolution in the function of an aperture collimator. For this purpose, depending on the beam divergence on the largest possible radiation area on the measurement sample, a sufficiently high radiation intensity must be guaranteed. Furthermore, the neutron-optical component according to the invention should be able to take on further beam-influencing functions, in particular those of beam focusing and speed selection. Use in particular for pulsed neutron beams should also be possible. Despite this multifunctionality, however, the neutron-optical component according to the invention should be relatively simple in its construction and in its technical feasibility. Furthermore, it should not create any disruptive influences on the scatter patterns.
Die Lösung für diese Aufgabe sieht bei einem neutronenoptischen Bauelement für die Neutronenkleinwinkelstreu-Messtechnik der eingangs genannten Art deshalb erfindungsgemäß vor, dass in Abhängigkeit von der geforderten Messauflösung und der Erstreckungslänge des Neutronenstrahls eine die Strahlführung gewährleistende Anzahl n von Lochblenden, die als Gitterblenden ausgebildet sind, mit zueinander veränderlichem Abstand vorgesehen ist und dass jede Gitterblende eine konstante Anzahl m von eng benachbarten Blendenöffnungen aufweist, die den hindurchtretenden Neutronenstrahl in eine Anzahl m von Teilstrahlen aufteilen und eine in Richtung auf die Messprobe abnehmende Größe zur Verringerung der Divergenz der Teilstrahlen aufweisen, wobei jeweils die einen Teilstrahl definierenden Blendenöffnungen aller n Gitterblenden zumindest in einem durch die Flugzeit monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervall auf deren Parabelbahn angeordnet und alle Teilstrahlen auf den Detektor fokussiert sind.In a neutron optical component for the neutron small-angle scattering measurement technology of the type mentioned at the outset, the solution to this task therefore provides according to the invention that, depending on the required measurement resolution and the extension length of the neutron beam, a number n of pinhole apertures, which are designed as grating diaphragms, ensures the beam guidance, is provided with a variable distance from one another and that each grating diaphragm has a constant number m of closely adjacent diaphragm openings which divide the neutron beam passing through into a number m of partial beams and a size decreasing in the direction of the measurement sample to reduce the divergence of the partial beams have, in each case the diaphragm openings defining a partial beam of all n grating diaphragms being arranged at least in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons on their parabolic orbit and all partial beams being focused on the detector.
Das erfindungsgemäße neutronenoptische Bauelement weist Lochblenden in Form von Gitterblenden auf. Durch die bei diesen gegenüber bekannten Blendenöffnungen stark verkleinerten Blendenöffnungen mit einer dadurch bedingten wesentlichen Verringerung der Strahldivergenz wird eine besonders hohe Auflösung bei der Durchstrahlung der Messprobe erreicht. Der mit einer einfachen Verkleinerung einer Blendenöffnung verbundene drastische Intensitätsverlust (die gemessene Strahlintensität ist proportional zur 4. Potenz des Blendenöffnungsdurchmessers) wird jedoch dadurch vermieden, dass der von der Neutronenquelle bereitgestellte Neutronenstrahl durch die siebartige Ausbildung der Lochblenden in Form von Gitterblenden mit einer großen Vielzahl von kleinen Blendenöffnungen in eine entsprechende Anzahl von Teilstrahlen aufgeteilt wird. Jeder einen eigenen Kanal darstellenden Teilstrahl wird kontinuierlich durch alle einander zugeordneten Blendenöffnungen auf allen Gitterblenden geleitet und dadurch kontinuierlich in seiner Divergenz verbessert. Durch die Summe aller, jeweils einzeln verbesserten Teilstrahlen wird eine große Einstrahlfläche auf der Messprobe mit großer Intensität durchstrahlt. Eine Vergrößerung der beleuchteten Messprobenfläche gegenüber einem herkömmlichen Einkanalsystem um einen Faktor 10 bis 100 ist möglich. Dabei wird auch die Intensität des Neutronenstrahls kaum verringert, die zur Verfügung gestellten Neutronen werden gut genutzt, was insbesondere bei einem gepulsten Neutronenstrahl von besonderem Vorteil ist. Durch die vielen kleinen Blendenöffnungen, die vorteilhaft Abmessungen in einem Bereich von 1 mm bis 2 mm aufweisen und welche durch die Nutzung hochgenauer computerkontrollierter Herstellungstechniken (z.B. Laserschnei- den) mit einer hohen Fertigungspräzision von 0,01 mm bis 0,02 mm geschnitten werden können, werden die Intensitätsverluste durch Absorption von Neutronen in den Stegen zwischen den Blendenöffnungen sehr gering gehalten. Dabei wird durch die Bemessung der Stegbreite trotzdem eine Migration von Neutronen zwischen den einzelnen Kanälen vermieden.The neutron-optical component according to the invention has perforated diaphragms in the form of grating diaphragms. A particularly high resolution is achieved when the measurement sample is irradiated due to the aperture openings which are greatly reduced in comparison with known aperture openings and which result in a substantial reduction in the beam divergence. The drastic loss of intensity associated with a simple reduction of an aperture (the measured beam intensity is proportional to the 4th power of the aperture diameter) is avoided, however, by the neutron beam provided by the neutron source being formed by the sieve-like design of the pinhole diaphragms in the form of grating diaphragms with a large variety of small aperture openings is divided into a corresponding number of partial beams. Each partial beam representing its own channel is continuously guided through all of the associated aperture openings on all grating apertures, and its divergence is thereby continuously improved. Due to the sum of all individually improved partial beams, a large irradiation area on the measurement sample is irradiated with great intensity. It is possible to enlarge the illuminated sample area by a factor of 10 to 100 compared to a conventional single-channel system. The intensity of the neutron beam is hardly reduced, the neutrons provided are used well, which is particularly advantageous in the case of a pulsed neutron beam. Due to the many small aperture openings, which advantageously have dimensions in the range from 1 mm to 2 mm and which can be cut with a high manufacturing precision of 0.01 mm to 0.02 mm through the use of highly precise computer-controlled manufacturing techniques (eg laser cutting) , the intensity losses due to the absorption of neutrons in the webs between the apertures are very low held. The dimensioning of the web width still prevents neutron migration between the individual channels.
Weiterhin werden die einzelnen Teilstrahlen auf den Detektorort fokussiert, sodass mit der Erfindung ein fokussierender Kollimator realisiert wird. Die Fokussierung erfolgt durch eine entsprechende auf den Fokus hinlaufende Führung des Bündels aller einzelnen Strahlkanäle. Das Maß für die Verkleinerung ist dabei abhängig von dem vom gesamten Messinstrument gebildeten Konvergenzkegel. Dieser bestimmt grundsätzlich den gesamten Aufbau des Kollimators nach der Erfindung bezüglich Anzahl und Abstand der einzelnen Gitterblenden sowie Anzahl, Abstand und Größe der Blendenöffnungen. Eine Veränderung des Divergenzkegels bedingt dementsprechend auch eine Veränderung des Kollimatoraufbaus. Der Divergenzkegel beginnt mit dem Strahlquerschnitt der von der Neutronenquelle zur Verfügung gestellten Neutronenstrahls und endet im idealerweise punktförmigen Detektorort. Die Länge des Divergenzkegels wird von der Erstreckungslänge zwischen anfänglichem Neutronenstrahl und Detektorort im Messinstrument bestimmt. Die Messprobe wird entsprechend der gewünschten Durchstrahlungsfläche im Konvergenzkegel positioniert. Nach dem Strahlensatz ist somit die erforder- liehe Verkleinerung für die einzelnen Blendenöffnungen in Abhängigkeit von der Position der jeweiligen Lochblende im Konvergenzkegel errechenbar. Eine computerunterstützte Berechnung ist bei der Parameterermittlung hilfreich.Furthermore, the individual partial beams are focused on the detector location, so that a focusing collimator is realized with the invention. Focusing is carried out by appropriately guiding the bundle of all individual beam channels toward the focus. The measure for the reduction depends on the convergence cone formed by the entire measuring instrument. This basically determines the entire structure of the collimator according to the invention with regard to the number and spacing of the individual grille shutters and the number, spacing and size of the aperture openings. A change in the divergence cone accordingly also requires a change in the collimator structure. The divergence cone begins with the beam cross section of the neutron beam provided by the neutron source and ends in the ideally point-shaped detector location. The length of the divergence cone is determined by the length of extension between the initial neutron beam and the detector location in the measuring instrument. The measurement sample is positioned in the convergence cone according to the desired radiographic area. The required reduction for the individual diaphragm openings depending on the position of the respective pinhole in the convergence cone can thus be calculated according to the ray set. A computer-aided calculation is helpful when determining parameters.
Die Anzahl der verwendeten Gitterblenden richtet sich nach der Weglänge des Neutronenstrahls im Messinstrument. Beispielsweise können in einem kompakt dimensionierten Aufbau (beispielsweise 2 m) zwanzig Gitterblenden im Strahlverlauf angeordnet sein. Wichtig bei der Auswahl der Anzahl ist die Gewährleistung der Führung der einzelnen Teilstrahlen, die durch den Abstand der Blendenöffnungen in den einzelnen Gitterblenden und die jeweilige Absorption in den umgebenden Stegen gegeben ist. Da im Anfangsbereich des Neutronenstrahls noch eine relativ große Divergenz der Teilstrahlen gegeben ist, kann hier eine ausreichende Strahlführung vorteilhaft durch eine relativ dichte Anordnung der Gitterblenden erreicht werden. Mit zunehmender Verringerung der Divergenz kann dann der Abstand der einzelnen Gitterblenden in Richtung auf die Messprobe hin vergrößert werden. Deshalb ist es bei der Realisierung der Erfindung vorteilhaft, wenn der Abstand der Gitterblenden zueinander in Richtung auf die Probe hin zunimmt. Weiterhin können die Gitterblenden als Gitterrahmen mit quadratischen Blendenöffnungen ausgebildet sein. Derartige Gitterrahmen, die insbesondere aus dem Neutronen gut absorbierenden Kadmium bestehen können, stellen einfache Bauteile dar, deren quadratische Blendenöffnungen in Zeilen- und Spalten- anordnung wesentlich einfacher herzustellen sind als runde Blendenöffnungen. Die Dimensionierung der erforderlichen absorbierenden Stege und die Verkleinerung der einzelnen Blendenöffnungen im Verlauf des Divergenzkegels ist problemlos numerisch berechen- und durchführbar. Mit dem neutronenoptischen Bauelement nach der Erfindung ist somit durch eine entsprechende Wahl der Anzahl n der Gitterblenden und der Anzahl m der Blendenöffnungen zur Kanalbildung die Messauflösung des Messinstruments in weiten Bereichen frei einstellbar.The number of grating shutters used depends on the path length of the neutron beam in the measuring instrument. For example, twenty lattice screens can be arranged in the beam path in a compactly dimensioned structure (for example 2 m). When selecting the number, it is important to ensure the guidance of the individual partial beams, which is given by the spacing of the aperture openings in the individual lattice apertures and the respective absorption in the surrounding webs. Since there is still a relatively large divergence of the partial beams in the initial region of the neutron beam, adequate beam guidance can advantageously be achieved here by a relatively dense arrangement of the grille shutters can be achieved. With increasing divergence, the distance between the individual grating diaphragms in the direction of the measurement sample can then be increased. Therefore, when implementing the invention, it is advantageous if the distance between the grating diaphragms increases in the direction of the sample. Furthermore, the lattice panels can be designed as a lattice frame with square aperture openings. Such lattice frames, which can consist in particular of the neutron absorbing cadmium, are simple components whose square diaphragm openings in rows and columns are much easier to manufacture than round diaphragm openings. The dimensioning of the required absorbing webs and the reduction of the individual aperture openings in the course of the divergence cone can be calculated and carried out numerically without any problems. With the neutron optical component according to the invention, the measurement resolution of the measuring instrument can thus be freely adjusted over a wide range by a corresponding choice of the number n of grating diaphragms and the number m of diaphragm openings for channel formation.
Der erfindungsgemäße neutronenoptische Bauelement besteht in der Funktion als fokussierender Kollimator aus einer Anordnung mehrerer Gitterblenden, die nur Strahlenverläufe zulassen, die auf denselben Ort in der Detektionsebene zulaufen. Jedem Kanal wird eine bestimmte Blendenöffnung in jeder Gitterblende zugeordnet. Die aufeinanderfolgende Reihe der Gitterblenden definiert dann den einzelnen Kanal bzw. den konvergierenden Verlauf der einzelnen Teilstrahlen in den Fokus in der Detektionsebene. Zur Erzeugung der einzelnen Kanäle ist es erforderlich, dass die Gitterblenden bezüglich ihrer Blendenöffnungen exakt im Strahlengang des Neutronenstrahls ausgerichtet sind. Diese exakte Ausrichtung der Gitterblenden entlang bzw. zur Bestimmung des Strahlwegs wird mit Hilfe der Trägerelemente, die die Gitterblenden haltern, erreicht. Mit Hilfe vertikaler Translationseinheiten mit einer hohen Stellgenauigkeit, beispielsweise Stellglieder mit Mikrometerschrauben oder Piezoaktuatoren, ist eine Ausrichtung auf 0,01 mm oder besser möglich. Dabei erfolgt die Ausrichtung der Gitterblenden bzw. einzelnen Blendenöffnungen auf den Parabelbahnen der durch ihre Fluggeschwindigkeit charakterisierten monochromen Neutronen, da diese der Gravitation unterliegen. Jede erlaubte Parabelbahn wird nur von Neutronen nahezu derselben Geschwindigkeit und damit Wellenlänge durchflogen. Durch die exakte Ausrichtung aller einen Kanal bzw. Teilstrahl definierenden Blendenöffnungen über die Gesamtheit aller Gitterblenden wird ein schmales Wellenlängenband um die Idealwellenlänge, welche sich wiederum aus der Neutronengeschwindigkeit ergibt, durch das Kollimatorsystem hindurch- gelassen. Das bedeutet, dass auch eine Geschwindigkeitsselektion mit dem erfindungsgemäßen neutronenoptischen Bauelement möglich ist. Dieses arbeitet somit nicht nur als fokussierender Kollimator, sondern gleichzeitig auch als Geschwindigkeitsselektor. Damit erfüllt das neutronenoptische Bauelement nach der Erfindung zwei wesentliche Funktionen in der SANS-Messtechnik und stellt sich als multifunktionelles Bauelement mit einer großen Kompaktheit und Einfachheit in der Herstellung dar. Aufwändige rotierende Geschwindigkeitsselektoren, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind nicht erforderlich.The neutron-optical component according to the invention, in its function as a focusing collimator, consists of an arrangement of a plurality of grating diaphragms that only allow beam paths that converge on the same location in the detection plane. A specific aperture in each grille aperture is assigned to each channel. The successive row of grating diaphragms then defines the individual channel or the converging course of the individual partial beams into the focus in the detection plane. To generate the individual channels, it is necessary that the grating diaphragms are aligned exactly in the beam path of the neutron beam with regard to their diaphragm openings. This exact alignment of the grille shutters along or for determining the beam path is achieved with the aid of the support elements which hold the grille shutters. With the help of vertical translation units with high positioning accuracy, for example actuators with micrometer screws or piezo actuators, an alignment to 0.01 mm or better possible. The lattice diaphragms or individual diaphragm openings are aligned on the parabolic orbits of the monochrome neutrons characterized by their flight speed, since these are subject to gravity. Every permitted parabolic orbit is traversed only by neutrons of almost the same speed and therefore wavelength. Due to the exact alignment of all diaphragm openings defining a channel or partial beam over the entirety of all grating diaphragms, a narrow wavelength band around the ideal wavelength, which in turn results from the neutron speed, is transmitted through the collimator system. This means that speed selection is also possible with the neutron optical component according to the invention. This works not only as a focusing collimator, but also as a speed selector. The neutron optical component according to the invention thus fulfills two essential functions in SANS measurement technology and is a multifunctional component with great compactness and simplicity in manufacture. Elaborate rotating speed selectors, as are known from the prior art, are not required ,
Bei der vertikalen Ausrichtung der Gitterblenden ist zwischen dem statischen und dem dynamischen Fall zu unterscheiden. Im statischen Fall für einen kontinuierlichen Neutronenstrahl ist eine Geschwindigkeitsselektion notwendig. In diesem Falle werden die Blendenöffnungen der Gitterblenden dauerhaft auf einer vorgegebenen Parabelbahn ausgerichtet. Die vertikalen Translations- einheiten erlauben es, die jeweiligen Gitterblenden auf die denkbaren Parabelbahnen präzise auszurichten. Somit erreichen zu jeder Zeit nur die auf der eingestellten Parabelbahn im gesamten Neutronenstrahl fliegenden Neutronen die Messprobe. Bei der Verwendung von Neutronenstrahlpulsen ist es jedoch essenziell, die gesamte im Puls auftretende Intensität möglichst weitgehend auszunutzen. Dies kann durch den dynamischen Fall bei der Ausrichtung der Blendenöffnungen erreicht werden. Im oben erwähnten statischen Fall werden die einen Teilstrahl definierenden Blendenöffnungen aller n Gitterblenden zumindest in einem durch die Flugzeit monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervall auf deren Parabelbahn angeordnet. Dabei wird der Begriff „zumindest" hier im Sinne einer dauerhaften Ausrichtung auf einer einzelnen Parabelbahn ausgelegt. Im dynamischen Fall durchfahren die Gitterblenden bzw. deren Blendenöffnungen eine Vielzahl von denkbaren Parabelbahnen. Dabei kann bei der Einstellung jeder Parabelbahn eine gewisse Zeitverzögerung entlang der Neutronenflugstrecke im Messinstrument berücksichtigt werden. Im dynamischen Fall ist es bei dem neutronenoptischen Bauelement nach der Erfindung also vorteilhaft, wenn die in einem durch die Flugzeit monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervall auf der Parabelbahn monochromer Neutronen liegenden Blendenöffnungen in weiteren durch die Flugzeit anderer monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervallen durch entsprechende örtliche Verschiebung der Gitterblenden auf deren Parabelbahnen liegen. Somit werden monochrome Neutronen unterschiedlicher Geschwindigkeiten kollimiert und fokussiert. Durch die wählbare Einstellung auf unterschiedliche Parabelbahnen, die einer Beeinflussung der effektiv auf die fliegenden Neutronen einwirkenden Gravitationskraft gleichkommt, können somit die durchgelassenen Wellenlängenbänder des auch als Geschwindigkeitsselektor arbeitenden neutronenoptischen Bauelements nach der Erfindung gezielt eingestellt werden. Bei einem kontinuierlichen Verfahren der Gitterblenden über die Parabelbahnen aller im Neutronenstrahl auftretenden monochromen Neutronen verschwinden die Selektionseffekte für die Geschwindigkeit der Neutronen vollständig - es liegt ein gravitationsfreies System vor - und das neutronenoptische Bauelement wird zu einer Breitbandoptik, wie man sie an gepulsten Neutronenquellen benötigt. Das Verfahren über alle Parabelbahnen im gepulsten Neutronenstrahl kann vorteilhaft in einem kontinuierlichen, oszillierenden Ablauf erfolgen. Entsprechend ist es von Vorteil, wenn die Gitterblenden oszillierend zwischen der obersten und der untersten auftretenden Parabelbahn verfahren werden.In the vertical alignment of the grille shutters, a distinction must be made between the static and the dynamic case. In the static case for a continuous neutron beam, speed selection is necessary. In this case, the aperture openings of the grille shutters are permanently aligned on a predetermined parabolic path. The vertical translation units allow the respective grille shutters to be precisely aligned with the conceivable parabolic orbits. Thus, only the neutrons flying on the set parabolic orbit in the entire neutron beam reach the measurement sample. When using neutron beam pulses, however, it is essential to utilize the entire intensity occurring in the pulse as far as possible. This can be achieved through the dynamic fall in the alignment of the aperture openings. In the static case mentioned above, the aperture openings defining a partial beam are all n grating diaphragms are arranged on their parabolic orbit at least in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons. Here, the term "at least" is interpreted in the sense of permanent alignment on a single parabolic orbit. In dynamic cases, the grating diaphragms or their apertures traverse a large number of conceivable parabolic orbits. When setting each parabolic orbit, a certain time delay along the neutron flight path can occur in the measuring instrument In the dynamic case, it is therefore advantageous for the neutron-optical component according to the invention if the aperture openings lying on the parabolic path of monochrome neutrons in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons in further time intervals given by the flight time of other monochrome neutrons by corresponding local displacement of the grating diaphragms lie on their parabolic orbits. Thus monochrome neutrons of different speeds are collimated and focused. By the selectable setting on different parabolic orbits, which is equivalent to influencing the gravitational force effectively acting on the flying neutrons, the transmitted wavelength bands of the neutron-optical component according to the invention, which also functions as a speed selector, can thus be set in a targeted manner. With a continuous process of the grating diaphragms over the parabolic orbits of all monochrome neutrons appearing in the neutron beam, the selection effects for the speed of the neutrons completely disappear - a gravitational-free system is available - and the neutron optical component becomes a broadband optic, as is required for pulsed neutron sources. The process over all parabolic orbits in the pulsed neutron beam can advantageously be carried out in a continuous, oscillating sequence. Accordingly, it is advantageous if the grille shutters are moved in an oscillating manner between the top and bottom parabolic orbits.
Die Durchführung von vorgeschriebenen Bewegungsperioden für das gesamte neutronenoptische Bauelement nach der Erfindung mit allen Gitterblenden, wie sie beispielsweise die nachfolgend beschriebene gravitationslose Situation erfordert, kann durch eine elektronisch geregelte Bewegung der Gitterblenden erreicht werden. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Verschiebung der Gitterblenden über eine entsprechende zeitliche Ansteuerung von Antriebs- einheiten der vertikalen Translationseinheiten oder von diese haltemden Trägerschienen erfolgt. Die für die Verschiebungen erforderlichen Antriebseinheiten können von gesteuerten Servomotoren bewegte Verstellschrauben (Mikrometerschrauben), schrittmotorgetriebene Verstellschrauben, piezoelektrische Aktuatoren oder jegliches anderes elektronisch programmierbares Bewe- gungssystem sein. Um die auftretenden Beschleunigungskräfte zu reduzieren, kann das gesamte Bauelement bzw. die Trägerelemente der Gitterblenden vorteilhaft auf Federn gelagert werden, sodass seine Eigenfrequenz nahe an der Taktfrequenz liegt. In diesem Fall ist es damit auch eine Aufgabe für die elektronische Regelung, während der aktiven Phase die sinusförmigen Bewegungen der schwingenden Basis für die Gitterblenden in eine parabolische Bewegung mit konstanter Beschleunigung zu verwandeln.The implementation of prescribed periods of motion for the entire neutron optical component according to the invention with all grating apertures, such as it requires, for example, the situation described below without gravity, can be achieved by an electronically controlled movement of the grille shutters. It is therefore advantageous if the shifting of the grille shutters takes place via a corresponding time control of drive units of the vertical translation units or of support rails holding them. The drive units required for the displacements can be adjusting screws (micrometer screws) moved by controlled servomotors, stepping motor driven adjusting screws, piezoelectric actuators or any other electronically programmable movement system. In order to reduce the acceleration forces that occur, the entire component or the carrier elements of the grille shutters can advantageously be mounted on springs so that its natural frequency is close to the clock frequency. In this case, it is also a task for the electronic control to convert the sinusoidal movements of the oscillating base for the grille shutters into a parabolic movement with constant acceleration during the active phase.
Die im neutronenoptischen Bauelement nach der Erfindung effektiv wirkende Gravitation wird verändert, indem die Gitterblenden während der Neutronen- passage in vertikaler Richtung mit einer Beschleunigung A bewegt werden. Nach einer Phase gleichmäßiger Beschleunigung wird eine Beschleunigung in Gegenrichtung wirksam, um die Gitterblenden in ihre Ausgangslage zurückzubringen. Die Größe der Beschleunigung A bestimmt die Selektionsschärfe des gewünschten Geschwindigkeitsbands. Somit kann es bei dem neutronenoptischen Bauelement von Vorteil sein, wenn die Verschiebung der Gitterblenden in zeitlich definierten Beschleunigungsphasen erfolgt. Im Sonderfall A=g (g = Erdbeschleunigung) erfolgt eine geschwindigkeitsunabhängige Kollimation. Im Folgenden wird eine Zahlenbeispiel für die Verwirklichung dieses Prinzips näher erläutert. Es wird eine gravitationsfreie Kollimation für eine Zeit von 40 ms durch die Wahl der Beschleunigung A = g erreicht. Es liegt dann ein "relativistischer Kollimator" im Sinne des Grundsatzes der generellen Relativität der Bewegung vor, das heißt, es wird der freie Fall für die Neutronen simuliert. In den verbleibenden 20 ms einer 60 ms langen Periode, wie sie sich für den Fall einer mit 16.666 Hz gepulsten Spallationsquelle ergibt, können die Gitterblenden dann durch die Wahl von A = -2g in ihre Ausgangslagen zurückgebracht werden. Ihre Anfangslage, bei der der freie Fall beginnt, verlangt eine vertikal nach oben gerichtete Anfangsgeschwindigkeit von 0,1962 m/s. Nach 20 ms erreichen die Gitterblenden ihre höchste Position, die 1 ,962 mm über der Anfangslage liegt, und in den verbleibenden 20 ms der Phase des freien Falls fallen sie zurück in die Anfangslage. In den darauffolgenden 20 ms wird ihre Geschwindigkeit umgekehrt, damit der Zyklus erneut beginnen kann, wobei sie ihre tiefste Position, die 0,981 mm unter der Anfangslage liegt, durchfahren.The gravitation effectively acting in the neutron optical component according to the invention is changed by moving the grating diaphragms in the vertical direction with an acceleration A during the neutron passage. After a phase of uniform acceleration, acceleration in the opposite direction takes effect in order to bring the grille shutters back into their starting position. The size of the acceleration A determines the selection sharpness of the desired speed band. It can therefore be advantageous in the case of the neutron-optical component if the grating diaphragms are shifted in time-defined acceleration phases. In the special case A = g (g = gravitational acceleration) there is a speed-independent collimation. A numerical example for the implementation of this principle is explained in more detail below. Gravitation-free collimation for a time of 40 ms is achieved by choosing the acceleration A = g. There is then a "relativistic collimator" in the sense of the principle of general relativity of the motion, that is, the free fall for the neutrons is simulated. In the remaining 20 ms of a 60 ms long period, as is the case for a spallation source pulsed at 16,666 Hz, the grating diaphragms can then be returned to their starting positions by selecting A = -2g. Your starting position, at which the free fall begins, requires a vertically upward starting speed of 0.1962 m / s. After 20 ms, the grille shutters reach their highest position, which is 1.962 mm above the initial position, and in the remaining 20 ms of the free fall phase, they fall back to the initial position. In the next 20 ms, their speed is reversed so that the cycle can start again, passing through their lowest position, which is 0.981 mm below the initial position.
Zum weiteren Verständnis des neutronenoptischen Bauelements nach der Erfindung werden Ausbildungsformen der Erfindung nachfolgend anhand der schematischen Figuren und Diagramme näher erläutert. Dabei zeigt :To further understand the neutron optical component according to the invention, embodiments of the invention are explained in more detail below with the aid of the schematic figures and diagrams. It shows:
Figur 1 eine Seitenansicht des neutronenoptischen Bauelements,FIG. 1 shows a side view of the neutron optical component,
Figur 2 eine Vorderansicht des Aufbaus gemäß Figur 1 , Figur 3 eine Gitterblende am Anfang des Aufbaus,FIG. 2 shows a front view of the structure according to FIG. 1, FIG. 3 shows a grille screen at the beginning of the structure,
Figur 4 eine Gitterblende am Ende des Aufbaus,FIG. 4 shows a grille panel at the end of the construction,
Figur 5 eine Dimensionierungstabelle undFigure 5 is a dimensioning table and
Figur 6 ein Geschwindigkeitsdiagramm für die Funktion des neutronenoptischen Bauelements als Geschwindigkeitsselektor.Figure 6 is a speed diagram for the function of the neutron optical component as a speed selector.
Die Figur 1 zeigt das neutronenoptische Bauelement 1 nach der Erfindung für die Neutronenkleinwinkelstreu-Messtechnik in der Seitenansicht. Die Er- streckungslänge 2 des neutronenoptischen Bauelements 1 von der Bereit- Stellung eines Neutronenstrahls, die im dargestellten Ausführungsbeispiel von rechts erfolgt, bis zur Messprobe wird in der Hauptsache definiert durch eine hochpräzise Trägerschiene 3. Sie kann eine Länge von beispielsweise 2 m bis 20 m aufweisen. In der Führungsnut der Trägerschiene 3 sind eine Anzahl n von Trägerelementen 4 angeordnet. Im gewählten Ausführungsbeispiel ist n = 20. Bei den Trägerelementen 4 handelt es sich um vertikale Translationseinheiten 5 mit einer besondern hohen Stellgenauigkeit, beispielsweise in einer Ausführungsform als Mikrometerschrauben. Diese werden im statischen Anwendungsfall für einen kontinuierlichen Neutronenstrahl auf einen festen Wert eingestellt. Im dynamischen Fall für einen gepulsten Neutronenstrahl werden sie (oder an ihrer Stelle verwendete Piezoaktuatoren) durch Antriebseinheiten 6 kontinuierlich verstellt oder andere, in der Figur 1 nicht dargestellte Antriebseinheiten führen eine Bewegung der gesamten Trägerschiene 3 durch, die dann entsprechend flexibel ausgestaltet ist.FIG. 1 shows a side view of the neutron-optical component 1 according to the invention for the neutron small-angle scatter measurement technology. The extension length 2 of the neutron-optical component 1 from the provision of a neutron beam, which takes place from the right in the exemplary embodiment shown, to the measurement sample is mainly defined by a high-precision carrier rail 3. It can have a length of, for example, 2 m to 20 m. A number n of support elements 4 are arranged in the guide groove of the support rail 3. In the selected exemplary embodiment, n = 20. The carrier elements 4 are vertical translation units 5 with a particularly high positioning accuracy, for example in one embodiment as micrometer screws. In the static application, these are set to a fixed value for a continuous neutron beam. In the dynamic case for a pulsed neutron beam, they (or piezo actuators used in their place) are continuously adjusted by drive units 6 or other drive units (not shown in FIG. 1) perform a movement of the entire carrier rail 3, which is then designed to be correspondingly flexible.
Mit jedem Trägerelement 4 ist eine als Gitterblende 7 ausgebildete Lochblende verbunden, somit sind n = 20 Gitterblenden 7 vorhanden. Zur besseren Anschauung ist an Anfang und Ende des neutronenoptischen Bauelements 1 je eine Gitterblende 7 in der Ansicht dargestellt. Im gezeigten Zustand des neutronenoptischen Bauelements 1 sind alle Gitterblenden 7 auf einer geraden Strahlachse ausgerichtet. Im Betrieb erfolgt die Ausrichtung auf einer oder mehreren Parabelbahnen zur Geschwindigkeitsselektion der monochromen Neutronen, wodurch das neutronenoptische Bauelement 1 nach der Erfindung nicht nur als fokussierender Kollimator, sondern auch als Geschwindigkeitsselektor arbeitet. Der Abstand zwischen den Gitterblenden 7 ist abhängig von der Erstreckungslänge 2 und der Gewährleistung einer optischen Führung des Neutronenstrahls. Da dieser am Anfang des neutronenoptischen Bauelements 1 noch eine große Divergenz aufweist, ist hier eine geringe Beabstandung der einzelnen Gitterblenden 7 zueinander realisiert, die eine ausreichende Absorption der nicht im Konvergenzbereich der Gitterblenden 7 liegenden Neutronen vom Material der Gitterblenden 7 gewährleistet. Mit zunehmender Verringerung der Strahldivergenz und damit abnehmendem Absorptions- erfordernis durch die Abfolge mehrerer Gitterblenden 7 hintereinander kann der Führungsabstand zwischen den Gitterblenden 7 entsprechend vergrößert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine nichtlineare Abstandsverteilung zwischen den Gitterblenden 7 gewählt. Mit dieser kann eine optimale Verringerung der Strahldivergenz erreicht werden. Durch die enge Beabstandung der Trägerelemente 4 im Anfangsbereich ist es sinnvoll, die für den dynamischen Fall zur Erreichung der Breitbandigkeit den Trägerelementen 4 zugeordneten Antriebseinheiten 6, die rechtwinklig mit diesen verbunden sein können, alternierend zu beiden Seiten der Trägerelemente 4, die dabei auch alternierend auf zwei parallel verlaufenden Trägerschienen 3, 8 angeordnet sein können, auszurichten.A perforated screen designed as a grid screen 7 is connected to each support element 4, so n = 20 grid screens 7 are present. For better illustration, a grating screen 7 is shown in the view at the beginning and end of the neutron-optical component 1. In the state of the neutron optical component 1 shown, all grating diaphragms 7 are aligned on a straight beam axis. In operation, the alignment takes place on one or more parabolic orbits for speed selection of the monochrome neutrons, as a result of which the neutron-optical component 1 according to the invention works not only as a focusing collimator but also as a speed selector. The distance between the grating diaphragms 7 is dependent on the extension length 2 and the optical guidance of the neutron beam. Since this still has a large divergence at the beginning of the neutron-optical component 1, a small spacing of the individual grating diaphragms 7 from one another is realized here, which ensures sufficient absorption of the neutrons not lying in the convergence region of the grating diaphragms 7 from the material of the grating diaphragms 7. With an increasing reduction in beam divergence and thus a decreasing absorption requirement due to the sequence of a plurality of grille shutters 7 in succession, the guide distance between the grille shutters 7 can be increased accordingly become. In the exemplary embodiment shown, a non-linear distance distribution between the grating diaphragms 7 is selected. With this an optimal reduction of the beam divergence can be achieved. Due to the close spacing of the carrier elements 4 in the initial region, it makes sense to drive the drive units 6 assigned to the carrier elements 4 in the dynamic case in order to achieve broadband, which can be connected to them at right angles, alternately on both sides of the carrier elements 4, which also alternate two parallel support rails 3, 8 can be arranged to align.
Diese Details sind in der Figur 2 zu erkennen, die das neutronenoptische Bauelement 1 nach der Erfindung von Vorne aus Richtung des einfallenden Neutronenstrahls her, also in der Figur 1 von rechts aus, zeigt. Im unteren Bereich sind die parallel verlaufenden Trägerschiene 3, 8 dargestellt. Auf der Trägerschiene 3 ist das erste Trägerelement 4 nach links orientiert angeordnet, welches im oberen Bereich über einen Trägerrahmen 9 die erste Gitterblende 7 trägt. Das auf der Schiene 8 nach rechts orientiert angeordnete Trägerelement 4 trägt die zweite Gitterblende, die genau hinter der ersten Gitterblende 7 liegt und daher in der Figur 2 nicht zu sehen ist. Beide dargestellte Trägerelemente 4 weisen im unteren Bereich Trägerschlitten 10 auf, über die sie entlang der Trägerschienen 3, 8 positionierbar und über Rändelschrauben 11 fixierbar sind. Im mittleren Bereich sind die Trägerelemente 4 mit den elektrisch ansteuerbaren Antriebseinheiten 6 zur vertikalen Verstellung der Gitterblenden 7 verbunden. Der Trägerrahmen 9 weist im unteren Bereich eine Rändelschraube 12 zur Feinjustage der Gitterblende 7 auf. Diese ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Gitterrahmen 13 mit quadratischen Blendenöffnungen 14 ausgeführt.These details can be seen in FIG. 2, which shows the neutron-optical component 1 according to the invention from the front from the direction of the incident neutron beam, that is to say from the right in FIG. 1. The parallel carrier rails 3, 8 are shown in the lower area. On the support rail 3, the first support element 4 is arranged oriented to the left, which supports the first grille screen 7 in the upper region via a support frame 9. The support element 4 arranged on the rail 8 oriented to the right carries the second grille panel, which lies exactly behind the first grille panel 7 and therefore cannot be seen in FIG. 2. Both carrier elements 4 shown have carrier slides 10 in the lower region, by means of which they can be positioned along the carrier rails 3, 8 and fixed by means of knurled screws 11. In the central area, the carrier elements 4 are connected to the electrically controllable drive units 6 for the vertical adjustment of the grille shutters 7. The carrier frame 9 has a knurled screw 12 in the lower region for fine adjustment of the grille screen 7. In the exemplary embodiment shown, this is designed as a lattice frame 13 with square diaphragm openings 14.
In der Figur 3 ist der Gitterrahmen 13 gemäß Figur 2 auf der Eingangsseite (rechte Seite) des neutronenoptischen Bauelements 1 näher dargestellt. Er ist aus neutronenabsorbierendem Kadmium mit Hilfe hochpräziser Fertigungs- techniken (Toleranz +/- 0,02 mm) hergestellt und weist 12 Reihen und 12 Spalten und somit m = 144 Blendenöffnungen 14 auf. Der durch den Gitterrahmen 13 hindurchtretende Neutronenstrahl wird entsprechend der Anzahl m der Blendenöffnungen 14 in m = 144 Teilstrahlen aufgeteilt, die jeder einen eigenen Kanal darstellen. Jeder Teilstrahl wird im Verlauf aller Gitterrahmen 13 bzw. Gitterblenden 7 zunehmend konvergiert und auf den Detektorort fokussiert. Bei einer relativ großen Durchstrahlfläche auf der Messprobe ist damit aufgrund der aufrecht erhaltenen hohen Neutronenintensität trotzdem eine hohe Auflösung und durch die Fokussierung auf den Detektorort besonders hochwertige Kleinwinkelstreumessung an der Messprobe möglich. Die Blendenöffnungen 14 im Gitterrahmen 13 gemäß Figur 3 sind in diesem Beispiel die größten (2 mm x 2 mm). Die horizontale und vertikale Stegbreite beträgt hier 0, 6 mm. Die kleinsten Blendenöffnungen 14 (1 mm x 1 mm) befinden sich im Gitterrahmen 13 auf der Ausgangsseite (linke Seite) des neutronenoptischen Bauelements 1 gemäß Figur 4. Hier beträgt die Stegbreite noch 0,3 mm. Deutlich ist die Größenabnahme der einzelnen Blendenöffnungen 14 und Stegbreiten zu erkennen. Diese Verringerung, die einer Verengung der einzelnen Kanäle und damit einer Verbesserung deren Konvergenz entspricht, ist abhängig von der Position der Gitterrahmen 13 (bzw. Gitterblenden 7) im Konvergenzkegel des neutronenoptischen Bauelements 1 nach der Erfindung zu Erreichung einer großen Konvergenz der durch die Blendenöffnungen 14 gebildeten Teilstrahlen. Die absolute Anzahl der Blendenöffnungen 14 ist abhängig von der angestrebten Bestrahlungsfläche auf der Messprobe, die möglichst groß sein soll, und von der erreichbaren Divergenzverringerung.In FIG. 3, the grating frame 13 according to FIG. 2 is shown in more detail on the input side (right side) of the neutron optical component 1. It is made of neutron absorbing cadmium with the help of high-precision manufacturing techniques (tolerance +/- 0.02 mm) and has 12 rows and 12 columns and thus m = 144 apertures 14. The neutron beam passing through the lattice frame 13 is divided according to the number m of the apertures 14 into m = 144 partial beams, each of which represents its own channel. Each partial beam is increasingly converged in the course of all grating frames 13 or grating diaphragms 7 and focused on the detector location. In the case of a relatively large transmission area on the measurement sample, a high resolution is nevertheless possible due to the high neutron intensity maintained and particularly high-quality small-angle scatter measurement on the measurement sample due to the focus on the detector location. The diaphragm openings 14 in the lattice frame 13 according to FIG. 3 are the largest in this example (2 mm × 2 mm). The horizontal and vertical web width here is 0.6 mm. The smallest diaphragm openings 14 (1 mm × 1 mm) are located in the lattice frame 13 on the output side (left side) of the neutron optical component 1 according to FIG. 4. Here, the web width is still 0.3 mm. The decrease in size of the individual aperture openings 14 and web widths can be clearly seen. This reduction, which corresponds to a narrowing of the individual channels and thus an improvement in their convergence, depends on the position of the grating frames 13 (or grating apertures 7) in the convergence cone of the neutron-optical component 1 according to the invention in order to achieve a large convergence of the apertures 14 partial beams formed. The absolute number of diaphragm openings 14 depends on the desired radiation area on the measurement sample, which should be as large as possible, and on the divergence reduction that can be achieved.
Bemessungen der Blendenöffnungen und Stege für ein Ausführungsbeispiel können der Tabelle gemäß Figur 5 entnommen werden. Dabei ist in der ersten Spalte die Gitterblendennummer i aufgeführt. Die absolute Position pos der Gitterblenden von der Anfangsseite (rechts) des neutronenoptischen Bauelements nach der Erfindung her ist in der zweiten Spalte in mm angegeben. Die auftretende Divergenz div ist der dritten Spalte als relativer Faktor zu entnehmen. Deutlich ist deren Verringerung mit fortschreitender Position der Gitterblenden zu erkennen. Der Öffnungsdurchmesser open der quadratischen Blendenöffnungen ist in mm in der vierten Spalte aufgeführt. Dieser verringert sich kontinuierlich von 2 mm auf 1 mm. In der fünften Spalte ist der zu der Verringerung zugehörige Reduktionsfaktor redf aufgeführt. Derartige Dimensionierungen können problemlos mit Hilfe computer-unterstützter Berechnungsprogramme für beliebige Parameterkonstellationen durchgeführt werden.Dimensions of the aperture openings and webs for an exemplary embodiment can be found in the table in accordance with FIG. 5. The grid panel number i is listed in the first column. The absolute position pos of the grating diaphragms from the beginning (right) of the neutron optical component according to the invention is given in mm in the second column. The Divergence div can be found in the third column as a relative factor. Their reduction can be clearly seen with the progressive position of the grille shutters. The opening diameter of the square aperture is shown in mm in the fourth column. This decreases continuously from 2 mm to 1 mm. In the fifth column, the reduction factor redf associated with the reduction is listed. Such dimensions can easily be carried out with the aid of computer-aided calculation programs for any parameter constellations.
Wie bereits weiter oben erwähnt, arbeitet das neutronenoptische Bauelement nach der Erfindung nicht nur als fokussierender Kollimator, sondern auch als Geschwindigkeitsselektor. Dabei wird die sich auf den Verlauf der Parabelbahnen der Neutronen auswirkende Gravitation ausgenutzt. Die Umsetzung der Geschwindigkeitsselektion für ein neutronenoptisches Bauelement mit einer als Beispiel gewählten Transmission von quadratischen Blendenöffnungen von 3 mm auf 1 , 5 mm über eine Erstreckungslänge von 15 m ist in dem Geschwindigkeitsdiagramm gemäß Figur 6 mit einer Auftragung der Transmission trans über der Wellenlänge wav dargestellt. Die linke und die rechte Halbkurve gehören jeweils unterschiedlichen Wellenlängenbändern, das heißt unterschiedlichen Positionierungen der Gitterblenden auf zwei verschiedenen Parabelbahnen an. Somit kann durch die Einstellung der Parabelbahn ein spezielles Wellenlängenband ausgewählt werden (gilt für den statischen Fall des kontinuierlichen Neutronenstrahls, im dynamischen Fall beim gepulsten Neutronenstrahl werden alle im Neutronenstrahl auftretenden Wellenlängen in beschleunigter Bewegung kontinuierlich und zyklisch durchfahren). Das neutronenoptische Bauelement ist daher in seinen Auslegungsparametern problemlos unterschiedlich einstellbar. BezugszeichenlisteAs already mentioned above, the neutron optical component according to the invention not only works as a focusing collimator, but also as a speed selector. The gravitation that affects the course of the parabolic orbits of the neutrons is used. The implementation of the speed selection for a neutron optical component with a transmission of square diaphragm openings of 3 mm to 1.5 mm over an extension length of 15 m chosen as an example is shown in the speed diagram according to FIG. 6 with a plot of the transmission trans over the wavelength wav. The left and right half curves each belong to different wavelength bands, i.e. different positions of the grating diaphragms on two different parabolic orbits. A special wavelength band can thus be selected by setting the parabolic orbit (applies to the static case of the continuous neutron beam; in the dynamic case of the pulsed neutron beam, all the wavelengths occurring in the neutron beam are continuously and cyclically traversed in accelerated motion). The design parameters of the neutron-optical component can therefore be easily set differently. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 neutronenoptisches Bauelement1 neutron optical component
2 Erstreckungslänge2 extension length
3 Trägerschiene3 support rails
4 Trägerelement4 support element
5 Translationseinheit5 translation unit
6 Antriebseinheit6 drive unit
7 Gitterblende7 grille screen
8 Trägerschiene8 carrier rail
9 Trägerrahmen9 support frames
10 Trägerschlitten10 carrier slides
11 Rändelschraube11 knurled screw
12 Rändelschraube12 knurled screw
13 Gitterrahmen13 lattice frames
14 Blendenöffnung14 aperture
n Anzahl der Gitterblenden m Anzahl der Blendenöffnungen i Gitterblendennummer pos Position (m) div Divergenz open Öffnungsdurchmesser redf Reduktionsfaktor trans Transmission wav Wellenlänge n Number of grating apertures m Number of aperture openings i Grating aperture number pos Position (m) div Divergence open Opening diameter redf Reduction factor trans Transmission wav wavelength

Claims

Patentansprüche claims
1. Neutronenoptisches Bauelement für die Neutronenkleinwinkelstreu-Mess- technik mit mehreren, in der Erstreckung des Neutronenstrahls von der Neutro- nenquelle zur Messprobe, deren kleinwinklige Strahlstreuung von einem Detektor erfasst wird, in Trägerelementen gehalterten Lochblenden aus einem neutronenabsorbierenden Material mit jeweils zumindest einer aktiven Blendenöffnung zur Verringerung der Strahldivergenz, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der geforderten Messauflösung und der Erstreckungslänge (2) des Neutronenstrahls eine die Strahlführung gewährleistende Anzahl n von Lochblenden, die als Gitterblenden (7) ausgebildet sind, mit zueinander veränderlichem Abstand vorgesehen ist und dass jede Gitterblende (7) eine konstante Anzahl m von eng benachbarten Blendenöffnungen (14) aufweist, die den hindurchtretenden Neutronenstrahl in eine Anzahl m von Teilstrahlen aufteilen und eine in Richtung auf die Messprobe abnehmende Größe zur Verringerung der Divergenz der Teilstrahlen aufweisen, wobei jeweils die einen Teilstrahl definierenden Blendenöffnungen (14) aller n Gitterblenden (7) zumindest in einem durch die Flugzeit monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervall auf deren Parabelbahn angeordnet und alle Teilstrahlen auf den Detektor fokussiert sind.1. Neutron-optical component for neutron small-angle scattering measurement technology with several, in the extension of the neutron beam from the neutron source to the measurement sample, the small-angle beam scattering of which is detected by a detector, pinholes made of a neutron-absorbing material, each with at least one active aperture, held in carrier elements to reduce the beam divergence, characterized in that, depending on the required measurement resolution and the extension length (2) of the neutron beam, a number n of perforated apertures, which are designed as grating apertures (7), which ensure beam guidance, is provided with a variable distance from one another, and that each Lattice aperture (7) has a constant number m of closely adjacent aperture openings (14) which divide the neutron beam passing through into a number m of partial rays and a size decreasing in the direction of the measurement sample to reduce the diverg Enz of the partial beams, wherein each of the diaphragm openings defining a partial beam (14) of all n grating diaphragms (7) are arranged at least in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons on their parabolic path and all partial beams are focused on the detector.
2. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnungen (14) Abmessungen in einem Bereich von 1 mm bis 2 mm aufweisen.2. Neutron optical component according to claim 1, characterized in that the diaphragm openings (14) have dimensions in a range from 1 mm to 2 mm.
3. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendenöffnungen (14) mit Hilfe computerkontrollierter Herstellungstechniken mit hoher Fertigungspräzision gefertigt sind. 3. Neutron optical component according to claim 1 or 2, characterized in that the diaphragm openings (14) are manufactured with the aid of computer-controlled manufacturing techniques with high manufacturing precision.
4. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Gitterblenden (7) zueinander in Richtung auf die Messprobe hin zunimmt.4. Neutron-optical component according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance between the grating diaphragms (7) increases in the direction of the measurement sample.
5. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterblenden (7) als Gitterrahmen (13) mit quadratischen Blenden- Öffnungen (14) ausgebildet sind.5. Neutron optical component according to one of claims 1 to 4, characterized in that the grating diaphragms (7) are designed as a grating frame (13) with square diaphragm openings (14).
6. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterrahmen (13) aus Cadmium gebildet sind.6. Neutron optical component according to claim 5, characterized in that the lattice frame (13) are formed from cadmium.
7. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (4) der Gitterblenden (7) als vertikale Translationseinheiten (5) mit einer hohen Stellgenauigkeit ausgebildet sind.7. Neutron-optical component according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier elements (4) of the grating diaphragms (7) are designed as vertical translation units (5) with high positioning accuracy.
8. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Translationseinheiten (5) als Stellglieder mit Mikrometerschrauben oder als Piezoaktuatoren ausgebildet sind.8. Neutron optical component according to claim 7, characterized in that the vertical translation units (5) are designed as actuators with micrometer screws or as piezo actuators.
9. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die in einem durch die Flugzeit monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervall auf der Parabelbahn monochromer Neutronen liegenden Blenden- Öffnungen (14) in weiteren durch die Flugzeit anderer monochromer Neutronen gegebenen Zeitintervallen durch entsprechende örtliche Verschiebung der Gitterblenden (7) auf deren Parabelbahnen liegen. 9. Neutron optical component according to one of claims 1 to 8, characterized in that the aperture in a time interval given by the flight time of monochrome neutrons on the parabolic orbit of monochrome neutrons aperture openings (14) in other time intervals given by the flight time of other monochrome neutrons by corresponding local Shift the grille shutters (7) on their parabolic paths.
10. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterblenden (7) kontinuierlich über die Parabelbahnen aller im Neutronen- strahl auftretenden monochromen Neutronen verfahren werden.10. A neutron optical component according to claim 9, characterized in that the grating diaphragms (7) are moved continuously over the parabolic orbits of all monochrome neutrons occurring in the neutron beam.
11. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterblenden (7) oszillierend zwischen der obersten und der untersten auftretenden Parabelbahn verfahren werden.11. The neutron-optical component according to claim 10, characterized in that the grating diaphragms (7) are moved in an oscillating manner between the uppermost and the lowest occurring parabolic path.
12. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der Gitterblenden (7) über eine entsprechende zeitliche AnSteuerung von Antriebseinheiten (6) der vertikalen Translationseinheiten (5) oder von diese halternden Trägerschienen (3, 8) erfolgt.12. Neutron-optical component according to one of claims 9 to 11, characterized in that the displacement of the grating diaphragms (7) takes place via a corresponding timing of drive units (6) of the vertical translation units (5) or of support rails (3, 8) holding them ,
13. Neutronenoptisches Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (6) als gesteuerte Servomotoren, bewegte Verstellschrauben, schrittmotorgetriebene Verstellschrauben oder als piezoelektrische Aktuatoren ausgebildet sind.13. Neutron optical component according to claim 10, characterized in that the drive units (6) are designed as controlled servomotors, moving adjusting screws, stepping motor-driven adjusting screws or as piezoelectric actuators.
14. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 12und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der Gitterblenden (7) in zeitlich definierten Beschleunigungsphasen erfolgt.14. Neutron optical component according to one of claims 12 and 13, characterized in that the displacement of the grating diaphragms (7) takes place in time-defined acceleration phases.
15. Neutronenoptisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Trägerelemente (4) der Gitterblenden (7) eine federnde Lagerung vorgesehen ist. 15. Neutron optical component according to one of claims 1 to 13, characterized in that a resilient mounting is provided for the carrier elements (4) of the grating diaphragms (7).
EP03750298A 2002-08-25 2003-08-25 Neutron optical element for the small angle neutron scattering measuring technique Expired - Lifetime EP1535288B1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106770400B (en) * 2017-01-06 2023-08-15 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 Automatic sample changing device for small-angle neutron scattering spectrometer
CN106950236B (en) * 2017-05-17 2023-06-13 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 Device for rapidly positioning sample position by neutron small-angle scattering spectrometer
WO2019017233A1 (en) * 2017-07-19 2019-01-24 国立大学法人茨城大学 Neutron optical element and neutron source
CN111812133B (en) * 2020-07-16 2023-02-28 北京大学 Monochromator capable of adjusting focusing radius
CN112002455B (en) * 2020-08-25 2022-09-02 北京大学 Monochromator for manually adjusting focusing radius
CN112927834B (en) * 2021-01-27 2022-11-22 散裂中子源科学中心 Diaphragm structure and micro-angle neutron scattering spectrometer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE8807886U1 (en) 1988-06-18 1988-08-25 Sigri GmbH, 8901 Meitingen Neutron spectrometer
US5606167A (en) * 1994-07-11 1997-02-25 Miller; Thomas G. Contraband detection apparatus and method

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