Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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MS: Massenspektrometrie

MS 6: Beschleunigermassenspektrometrie

MS 6.4: Vortrag

Dienstag, 16. März 1999, 14:45–15:00, PA 3

Die ²⁷Al(n,2n)²⁶Al-Reaktion als Thermometer eines DT-Plasmas — •A. Wallner¹, S.V. Chuvaev², A.A. Filatenkov², Y. Ikeda³, W. Kutschera¹, A. Priller¹, P. Steier¹, and H. Vonach¹ — ¹Institut für Radiumforschung und Kernphysik der Universität Wien (IRK) — ²V.G. Khlopin Radium Institut (KRI), St. Petersburg — ³High Energy Neutron Laboratory (FNS), JAERI, Tokai-mura, Japan

Der Wirkungsquerschnitt für die ²⁷Al(n,2n)²⁶Al-Reaktion wurde für Neutronenenergien im Bereich zwischen 13.4 und 14.8 MeV genau vermessen. Das langlebige Radionuklid ²⁶Al (t_1/2=7.2*10⁵ y) wurde durch Bestrahlung von Aluminium mit Hilfe von 14-MeV-Neutronengeneratoren am IRK und KRI erzeugt und durch AMS-Messungen mit VERA (Vienna Environmental Research Accelerator) nachgewiesen. Ein Untergrund niedriger als 5*10⁻¹⁵ für das Isotopenverhältnis ²⁶Al/²⁷Al wurde erreicht. Dies entspricht einem Wirkungsquerschnitt von 0.05 mb. Mit dieser Methode konnte der Verlauf der Anregungsfunktion wesentlich genauer als in früheren Untersuchungen bestimmt werden. Für die ²⁷Al(n,2n)²⁶Al-Reaktion liegt die Schwelle bei einer Neutronenenergie von 13.54 MeV und fällt in den Energiebereich der in einem DT-Plasma erzeugten Neutronen. Eine Anwendungsmöglichkeit dieser Reaktion liegt daher in der Bestimmung der Temperatur eines DT-Fusionsplasmas, da die Energieverteilung der Neutronen um die Schwerpunktsenergie (14.1 MeV) temperaturabhängig ist. Für den Wirkungsquerschnitt nahe der Schwelle erwartet man eine stark nichtlineare Abhängigkeit von der Neutronenenergie. Bei einem nichtlinearen Verlauf des Querschnitts ändert sich mit der Temperatur im Plasma auch der mittlere Wirkungsquerschnitt bzw. die Produktionsrate von ²⁶Al. Die Anwendbarkeit dieser Methode zur Plasmatemperaturbestimmung wird diskutiert.