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R. Raab:
"Weiterentwicklung eines Wanderwellen-Neutronenspinresonators für sehr kalte Neutronen";
Betreuer/in(nen): G. Badurek, E. Jericha, Ch. Gösselsberger; Atominstitut, 2013; Abschlussprüfung: 09.10.2013.

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung eines Wanderwellen-Neutronenspinresonators zur Erzeugung nahezu beliebig geformter wellenlängenselektierter, polarisierter Neutronenpulse. Das zu grunde liegende Prinzip dafür, die magnetische Neutronenspinresonanz in räumlich periodischen Magnetfeldern, wurde bereits in den 1960er Jahren von Drabkin et al. vorgestellt. Mittlerweile handelt es sich bei diesem Konzept um eine gut verstandene Methode, einen wellenlängenabhängigen Spinflip von polarisierten, thermischen und kalten Neutronenstrahlen zu erzielen. Basierend auf den Arbeiten von G.M. Drabkin und G. Badurek, wurden am Atominstitut der Technischen Universität stetig neue Prototypen zur magnetischen Spinresonanz entwickelt.

Im Rahmen dieser Arbeit werden Rechnungen und Simulationen zur Transmission und Polarisation von sehr kalten Neutronen (VCNs) durch den vorhergehenden Resonator Prototypen durchgeführt. Basierend auf diesen Ergebnissen wird zu diesem Zweck ein neuer Prototyp eines magnetischen Wanderwellenresonators speziell für sehr kalte Neutronen (VCNs) entwickelt. Das neue Design erfüllt die gleichen Anforderungen (wie beim Vorgängermodell) an die Homogenität der erzeugten Magnetfelder. Dies wird mittels Simulationen im CST EM Studio erreicht.

Des weiteren erfolgt die technische Umsetzung des neuen Prototypen, sowie die für die experimentelle Untersuchung notwendigen Komponenten des Messaufbaus. Dazu zählen die, für den Einsatz am VCN-Strahl notwendigeMagnetfeldabschirmung, sowie ein geeigneter Breitbandspinflipper.

Der entwickelte Wanderwellenresonator wird anschließend am sehr kalten, weißen Neutronenstrahl des Hochflussforschungsreaktors am ILL (Institut Laue-Langevin) in Betrieb genommen.Der neu designte Wanderwellenresonator wird erstmals an einem weißen Neutronenstrahl getestet. Die Messergebnisse bestätigen nicht nur die Funktionalität des Resonators, sondern zeigen auch ganz deutlich den Einfluss von Luft, Heliumund Aluminiumauf die Neutronentransmissionsrate.

This work deals with the development of a traveling-wave-mode neutron spin resonator to produce almost any shape of wavelength selected, polarized neutron pulses. The basic principle for the magnetic neutron spin resonance in spatially periodic magnetic fields, was already presented by Drabkin et al. in the 1960s. Meanwhile, this concept is a well-understood method to achieve a wavelength-dependent spin flip of polarized thermal and cold neutron beams. Based on theworks of G.M.Drabkin and G. Badurek, constantly new prototypes for magnetic resonance were developed at the Atomic Institute of the Technical University.

In this work, calculations and simulations for the transmission and polarization of very cold neutrons (VCNs) by the previous resonator prototype are carried out. Based on these results, a new prototype of a magnetic Wanderwellenresonators especially for very cold neutrons (VCNs) is developed for this purpose. The new designmeets the same requirements (as in the previous model) to the homogeneity of the generated magnetic fields. This is achieved by means of simulations in CST EM Studio.

Furthermore, the technical implementation of the new prototype, and the necessary components for the experiment will be investigated. This includes a magnetic shield and a suitable broadband spin flipper.

The developed traveling-wave-mode neutron spin resonator is then put into operation at a very cold, white neutron beam of the high flux research reactor at the ILL (Institut Laue-Langevin). The newly designed traveling-wave-mode resonator is first tested on a white neutron beam. The results not only confirm the functionality of the resonator, but also clearly show the influence of air, helium and aluminumon the neutron transmission rate.