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Neutronen -Erzeugung

Neutronen -Erzeugung. Inhalt. Neutronenquellen Reaktoren Spallationsquellen Physik der Kernspaltung im Reaktor Materiewellen. Erzeugung. Neutronen entstehen bei Kernreaktionen. Für die Anwendung in Beugungsversuchen gibt es zwei Möglichkeiten, Neutronen zu erzeugen:

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Presentation Transcript

  1. Neutronen-Erzeugung

  2. Inhalt • Neutronenquellen • Reaktoren • Spallationsquellen • Physik der Kernspaltung im Reaktor • Materiewellen

  3. Erzeugung • Neutronen entstehen bei Kernreaktionen. Für die Anwendung in Beugungsversuchen gibt es zwei Möglichkeiten, Neutronen zu erzeugen: • Im Kernreaktor, in ihnen entsteht ein kontinuierlicher Neutronenfluss • Mit Spallationsquellen, sie erzeugen Neutronen Pulse

  4. Kettenreaktion bei der Kernspaltung • 235U wird mit langsamen Neutronen beschossen, es zerfällt und sendet - im Mittel - drei Neutronen aus Ein Zerall liefert etwa 3 Neutronen

  5. Vorgänge bei der Kernspaltung Langsame Neutronen spalten 1MeV 10MeV Der Moderator bremst die Neutronen auf im meV Bereich ab

  6. ILL Grenoble

  7. Strahlrohre im Reaktor

  8. Uwe Amann am Pulverdiffraktometer D2b

  9. Zur Energie-Erzeugung

  10. Geschwindigkeitsverteilung für thermische Neutronen („Maxwell-Verteilung“)

  11. Photonen- und Materie-Wellen

  12. Geschwindigkeiten und Wellenlängen für thermische Neutronen und nichtrelativistische Elektronen

  13. Abgrenzung der Wellen- gegen die Teilchen-Eigenschaften Der Ort ist eine charakteristische Eigenschaft eines Teilchens, die Wellenlänge ( p=h/λ) die einer Welle Beide Eigenschaften sind nur bis zu der in der Unschärferelation definierten Grenze messbar

  14. Beugung mit Materiewellen: Molekularstrahl aus C60

  15. Beugung am Gitter Beugung an einem Spalt Beugungsbild

  16. Spallationsquellen • Schwere Atomkerne (z.B. Pb) werden mit hochenergetischen Elektronen oder Protonen aus einem Beschleuniger beschossen • Die Atomkerne zerfallen in ihre Bestandteile, dabei werden Neutronen frei Ein Proton liefert etwa 30 Neutronen Quelle: http://www.kawo1.rwth-aachen.de/~amarock/ess/pages/index2.htm

  17. Spallationsquellen • Schwere Atomkerne (z.B. Pb) werden mit hochenergetischen Elektronen oder Protonen aus einem Beschleuniger beschossen • Die Atomkerne zerfallen in ihre Bestandteile, dabei werden Neutronen frei Ein Proton liefert etwa 30 Neutronen Quelle: http://www.kawo1.rwth-aachen.de/~amarock/ess/pages/index2.htm

  18. Spallationsquellen „Target“ Linear-beschleuniger Strahlrohre Moderator Quelle: http://www.kawo1.rwth-aachen.de/~amarock/ess/pages/index2.htm

  19. Zusammenfassung • Im Reaktor wird 235U mit langsamen Neutronen beschossen, • der Kern „spaltet“ • schnelle Neutronen werden frei • Ein Moderator erzeugt „thermische Neutronen“ • Kontinuierliche Quelle, • Hohe Reaktor Sicherheit erforderlich • In Spallationsquellen werden bei Beschuss von schweren Kernen Neutronen frei • Betrieb in Pulsen • Wenig radioaktive Belastung nach dem Abschalten • Bewegte Materie hat Welleneigenschaft: Materie Wellen • Zusammenhang zwischen Impuls und Wellenlänge: De Broglie Relation: p=h/λ[mkg/s]

  20. Hinweis auf eine Sommerschule, veranstaltet vom PSI Quelle: http://www.psi.ch/ Es gibt eine Sommerschule in Zuoz, August 18-25, 2007 ! The deadline for advance registration is June 30, 2007 Kosten 800,- CHF

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