Berlin 2014 – scientific programme

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AGA: Arbeitsgruppe Physik und Abrüstung

AGA 9: Disarmament Verification and Warhead Dismantlement - Neutron and Gamma Detection

AGA 9.3: Talk

Friday, March 21, 2014, 11:00–11:30, DO24 Reuter Saal

Simulationskapazität von Neutronenmultiplizitäten mit MCNPX-PoliMi unter Verwendung thermischer Wirkungsquerschnitte — •Malte Göttsche und Gerald Kirchner — Zentrum für Naturwissenschaft und Friedensforschung, Universität Hamburg

Mit Neutronenmultiplizitätsmessungen kann die Masse von Plutonium bestimmt werden. Für eine systematische Analyse der Möglichkeiten und Einschränkungen dieses Messverfahrens nutzen wir Monte Carlo-Simulationen mit MCNPX-PoliMi. Als erster Schritt wurde der Code anhand experimenteller Messdaten von Plutoniumproben in einem He-3 Detektor überprüft. Es wird gezeigt, dass für erfolgreiche Simulationen die Verwendung thermischer Wirkungsquerschnittsbibliotheken für das Moderationsmaterial im Detektor essentiell ist, die die Streuung thermischer Neutronen an der Gitterstruktur berücksichtigen, da die de-Broglie Wellenlänge der Neutronen entsprechend lang ist. Die Streuung kann durch die Erzeugung und Vernichtung von Phononen beschrieben werden, sodass Neutronen sowohl Energie verlieren als auch gewinnen können. Die Wirkungsquerschnitte können aus dem Anregungsspektrum, also den möglichen Phononenenergien, gewonnen werden. Unter Berücksichtigung der Simulationsunsicherheiten, die neben der statistischen auch aus Unsicherheiten der Detektor- und Probengeometrie sowie der Neutronenemissionen bestehen, liegt die durchschnittliche Abweichung zwischen Simulation und Experiment bei Verwendung der entsprechenden Bibliotheken im Unsicherheitsbereich der Simulationen.