Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neut ronenquellen 1.1 Präzisions-Physik mit Neutronen 1.Neutronenquellen 2.Physik mit Neutronen, allgemein 3.Neutronen-Experimente: jenseits SM 4.Theorie Standard Modell 5.Neutronen-Experimente: diesseits SM 6.Theorie n-Zerfall D. Dubbers U. Heidelberg
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Schleching 2008Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen1.1 Präzisions-Physik mit Neutronen 1.Neutronenquellen 2.Physik mit Neutronen, allgemein.
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Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen 1.1
Präzisions-Physik mit Neutronen
1.Neutronenquellen2.Physik mit Neutronen, allgemein3.Neutronen-Experimente: jenseits SM4.Theorie Standard Modell5.Neutronen-Experimente: diesseits SM6.Theorie n-Zerfall
D. DubbersU. Heidelberg
Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen 1.2
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ILL n-Leiterhalle
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Neutronen Leiter
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,40,000
0,004
0,008
0,012
0,016
BRIGHTNESS OF COLD SOURCE AND GUIDE
BC (
a.u.
)
(nm)
n-TOF Spektren aus kaltem n-Leiter →
Am Leiterausgang: Φn~1010 cm−2s−1.
de Broglie: λn = 0.2 nm bei υn = 800 m/s(Kalte Quelle: Tn ≈ 40 K).
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Querschnitt durch ILL Reaktor
Brennelement im Abklingbecken
Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen 1.10
Grundriss Reaktor Becken FRM-II
Horizontaler Schnitt durch das Reaktorbecken. Im Zentrum befindet sich das Brennelement.
Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen 1.11
Brennelement
Durch die Evolventenform der Brennstoffplatten haben die Kühlkanäle überall eine konstante Breite.
Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen 1.12
Thermische Neutronen-Flussdichte Φn in Abh. vom Abstand zu Brennelement Mitte. Das Flussmaximum liegt außerhalb des Brennelements im Moderatortank.
n-Fluss Verteilung
235U H2O D2O Moderator
Radius→Brenn-Element
↓Φn=8·1014cm−2s−1
Schleching 2008 Präzisions-Physik mit Neutronen / 1. Neutronenquellen 1.13
Bilanz der Kettenreaktion
Brennelement 235Uin H2O, σfiss= 580 b, σstreu= 80 b
Moderator D2Oσabs= 0.0005 bσstreu= 8 b
schnell: 100 Spaltneutronen
↓
25 + 28
72
epitherm: → 22 neue Spaltneutr.
Moderation
langsam: 33 → 48 neue Spaltneutr.
30 neue Spaltneutr ←20 47
Dh. bei kritischem Reaktor werden aus 100 schnellen Spaltneutronen im Brennelement 22 + 48 + 30 = 100 neue schnelle Spaltneutronen erzeugt.
← therm. Wirkungsqu., 1 barn = 10−24 cm2
vor: nach n-Einfang:
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1.2 Spallations-Neutronenquellen
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SNS in Oak Ridge, USA
January 29, 2008: "the Spallation Neutron Source last week reached 310 kW."i.e. peak flux of thermal neutrons at present ~ 1016 cm−2 s−1.
Spallation Neutron Source ParametersProton beam power on target 1.4 MW Proton beam energy on target 1.0 GeV Average beam current on target 1.4 mA Pulse repetition rate 60 Hz Protons per pulse 1.5x1014