Radioaktive Neutronenstrahlen
Die elektrisch neutralen subatomaren Elementarteilchen weisen zahlreiche interessante Eigenschaften auf. Ebenso wie nicht schwere Elektronen und Röntgenstrahlen lassen sich auch Neutronen zur Abbildung von Atomstrukturen verwenden, doch sie sind im Gegensatz zu diesen hochgradig durchdringend und liefern Informationen über zahlreiche Elemente wie z.B. Wasserstoff. Darüber hinaus eignen sie sich aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften zur Untersuchung von magnetischen Materialien und aufgrund ihrer Energie zur genauen Darstellung atomarer Bewegungen. All diese Eigenschaften machen Neutronen zum effektivsten Hilfsmittel bei der Erforschung einer Vielzahl von Problemen in Disziplinen, die von der Grundlagen- bis zur Festkörperphysik und Chemie und von den Materialwissenschaften bis hin zur Biologie und Medizin sowie zu den Umweltwissenschaften reichen. Bislang schien die Entwicklung von schweren neutronenreichen radioaktiven Strahlen wegen des notwendigen Energiebedarfs fast unmöglich. In diesem Forschungsprojekt wurde jedoch eine Technik zur Auslösung einer Uran-Kernspaltung mit schnellen, energiereichen Neutronen entwickelt und Strahlen aus neutronenreichen Nukliden mit Energien von mehreren Megaaelektronenvolt (MeV) erzeugt. Radioaktive Strahlen von so hoher Energie können tiefer in die Atome eindringen, ohne von den Zielatomkernen zurückgeworfen zu werden. Diese Technik ermöglicht die experimentelle Untersuchung von neutronenreichen Atomkernen und die Synthese schwerster Elemente. Mit Hilfe dieser Technik werden Deuteronen zunächst zu einem Konverter befördert, der dick genug ist, um ein Entweichen des geladenen Elementarteilchens zu verhindern. Bei der Aufspaltung von Deuteronen werden energiereiche Neutronen frei gesetzt, die auf ein dickes Produktions-Target von spaltbarem Uran gelangen. Die dabei entstehenden Spaltprodukte sammeln sich im Target und diffundieren zur Oberfläche, wo sie verdampfen. Anschließend werden sie ionisiert, nach ihrer Masse selektiert und schließlich nachbeschleunigt. Dieses Verfahren bietet eine Reihe von Vorteilen. Die niedrige Temperatur des hochgradig aktivierten Konverters gewährleistet einen ungestörten Neutronenflux. Beim Auftreffen auf das Target verlieren die Neutronen außerdem nur bei nützlichen Atomkern-Wechselwirkungen und haben ein hohes Eindringvermögen, so dass sehr dicke Targets verwendet werden können. Überdies führte das Projekt zu einer Vielzahl von Ergebnissen, die neue Daten für die Optimierung von Atommodellen lieferten. Solche Daten sind sehr nützlich bei Berechnungen für die Nukleosynthese, die eine wichtige Rolle für das Verständnis der verschiedenen Isotope insbesondere auf dem Gebiet der Astrophysik spielt. Einen vollständigen Bericht zu diesem F&E-Projekt erhalten Sie durch Klicken auf http://www.ganil.fr/research/sp/reports/(öffnet in neuem Fenster).
