Untersuchung von Frisch-Gitter-Ionisationskammern für photoneninduzierte Spaltexperimente

Untersuchung von Frisch-Gitter-Ionisationskammern für photoneninduzierte Spaltexperimente

Investigation of Frisch-grid ionization chambers for photoinduced fission experiments

Master Thesis

In dieser Arbeit wird ein neu gestaltetes Design einer bestehenden Multi-stack Frisch-Gitter-Ionisationskammer vorgestellt. Bei dieser Detektorart sind drei Bereiche von Elektrodenanordnungen hintereinander geschaltet, wobei sich jeweils Spaltprodukte von in den Kammerteilen installierten Spalttargets simultan untersuchen lassen. Des weiteren wurde ein Schema von segmentierten Anoden getestet, mit welchem die azimutale Winkelverteilung der Spaltfragmente studiert werden soll. Zum Nachweis der Funktionalität des Systems wurden die Reaktionen 232Th(n, f) und 238U(n, f) untersucht. Dafür wurden Neutronen einer 241AmBe-Quelle mit Energien von 2 -10 MeV verwendet. Dabei wurde eine Driftgeschwindigkeit für Elektronen von (5.62 ± 1.2) cm/µs, eine Massenverteilung von (100±2)amu und (139±2)amu für leichte und schwere Spaltfragmente und eine totale kinetische Energie der Spaltfragmente von (151.75±4.70) MeV aufgenommen. Ebenfalls konnte die polare Winkelverteilung der Spaltprodukte bestimmt werden. Der Vergleich dieserWerte mit Literaturwerten zeigte zum Teil eine gute Übereinstimmung, was die Funktionalität des Designs der Multi-stack Ionisationskammer bestätigt. Bei der Bestimmung der totalen kinetischen Energie der Spaltfragmente gab es leichte Abweichungen von Werten anderer Arbeiten. Eine mögliche Erklärung hierfür ist der Verlust kinetischer Energie beim Passieren der Rückseite des Spalt-Targets. Die aufgenommene Massenverteilung der Spaltfragmente von 238U(n, f) unter Verwendung der segmentierten Anoden zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Daten der Multi-stack Ionisationskammer. Die Darstellung der polare Winkelverteilung ist auf Grund der geringen Datenmenge von nur knapp 700 Events kaum realisierbar. Der Hauptgrund der Verwendung dieses Anodendesigns, die Bestimmung der azimutalen Winkelverteilung, konnte ebenfalls wegen der niedrigen Ereignisrate kaum getestet werden.