Das Messprogramm an der n_TOF Neutronenquelle am CERN The n_TOF Collaboration Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Universität.

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1 Das Messprogramm an der n_TOF Neutronenquelle am CERN The n_TOF Collaboration Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Universität Wien

2 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik E. Jericha, G. Badurek, H. Leeb, H. Oberhummer, M.T. Pigni, I. Raškinytė Atominstitut der Österreichischen Universitäten, Technische Universität Wien H. Frais-Kölbl, E. Griesmayer Fachhochschulstudiengang Wiener Neustadt A. Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Universität Wien Diese Arbeit wurde von der Europäischen Kommission (Contract FIKW-CT-2000-00107) und dem BM:bwk (GZ 650.645/1-VI/1a/2002) gefördert.

3 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik n_TOF am CERN Die n_TOF Neutronenquelle Das n_TOF Messprogramm 2002-2004 Kerndaten für Kerntechnik Astrophysik Detektoren Status

4 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik n_TOF Neutron Time-of-Flight n_TOF Neutronenquelle am CERN Erste Neutronen 2001 Messungen 2002 - 2004 n_TOF Kollaboration am CERN 120 Mitarbeiter aus 40 Instituten Projekt n_TOF-ND-ADS der Europäischen Kommission Förderung der Errichtung der Anlage und des kerntechnisch relevanten Messprogramms Laufzeit 2001 - 2004

5 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik n_TOF Neutronenquelle

6 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik n_TOF Neutronenquelle Protonenstrahl20 GeV/c Intensität (dedicated mode)7 x 10 12 protonen/impuls Impulsabstand2.4 s Impulsbreite6 ns (rms) n/p300 Bleitarget80x80x60 cm 3 Kühlung und ModeratorH2OH2O n-Beamspot EAR-12 cm bzw. 4 cm Ø Neutronenflugstrecke185 - 190 m

7 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Neutronenfluss

8 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik ADS – Accelerator Driven Systems Transmutation nuklearer Abfälle Energiegewinnung –„Energy-Amplifier“ - Thorium-Brennstoff Zyklus Kerndaten für ADS

9 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Kerndaten für Nukleare Astrophysik s-Prozess der Synthese schwerer Elemente durch Neutroneneinfang In Sternen, T ~ 10 8 K, n n ~ 10 8 cm -3 Einfangquerschnitte im Bereich 0.3 bis 300 keV für Modellierung

10 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Detektoren Einfangquerschnitte C 6 D 6 Szintillatoren Unempfindlich für Neutronen Geringe Efficiency "Pulse-Height Weighting Technique"

11 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Detektoren Einfangquerschnitte Total Absorption Calorimeter seit Mai 2004 42 BaF 2 Kristalle Neutronenabsorption durch 6 Li hältiger Moderator und 10 B hältiger Absorber Nahezu 4  -Geometrie (95.2 %)

12 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik

13 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Detektoren - Spaltquerschnitte Ionisationskammern Parallel Plate Avalanche Chambers (PPACs) Dünne Proben Beide Spaltbruchstücke in Koinzidenz Ortsinformation

14 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Untersuchte Kerne Einfangquerschnitte E n ~ 1 eV bis 1 MeV Spaltquerschnitte E n bis ~ 100 MeV 24,25,26 Mg 90,91,92,93,94,96 Zr 139 La 151 Sm 186,187,188 Os 204,206,207,208 Pb 209 Bi 232 Th 233,234 U 237 Np 240 Pu 243 Am 232 Th 233,234,236 U 237 Np 241,243 Am 245 Cm 197 Au, Fe, C 235,238 U

15 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik 151 Sm Einfangquerschnitt Verzweigung im s-Prozess Pfad Konkurrenz Neutroneneinfang –  -Zerfall Temperatur in AGB-Sternen Erste experimentelle Bestimmung von  (n,  ) Probe: 200 mg Sm 2 O 3 (200 GBq) Maxwellian Averaged Cross Section (kT = 30 keV) 3100 ± 160 mb Bisherige Modellannahmen: 1500 bis 2800 mb

16 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Status Erstes Messprogramm 2002-2004 erfolgreich abgeschlossen Auswertung der Messungen noch im Gange Erste Ergebnisse publiziert 151 Sm: Phys. Rev. Letters 93, 161103 (2004) International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, 2004 Proposal n_TOF Ph-2 ausgearbeitet

17 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik http://cern.ch/n_TOF/

18 ÖPG-FAKT 2005 Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Neutronenfluss