Versuch 2.5 – Bremsung und Diffusion von Neutronen
Der Versuch beschäftigt sich mit den Eigenschaften und dem Nachweis von Neutronen. Aufgrund ihrer fehlenden Ladung wechselwirken Neutronen nicht über die elektromagnetische Kraft mit Materie, sondern über die starke Wechselwirkung. Im Experiment werden die schnellen Neutronen aus einer Quelle in einem großen Wassertank abgebremst und dann von Indiumfolien an verschiedenen Stellen im Tank eingefangen. Die Indiumfolien werden dadurch aktiviert, die Messung der Beta-Aktivität findet mittels vier parallel betriebenen Zählrohren statt. Damit kann die räumliche Verteilung der Neutronen im Wasser bestimmt werden. Speziell bestimmt man den Fluss der Neutronen bei thermischen (1/40 eV) und epithermischen Energien (Indium-Resonanz bei 1.46 eV) durch Differenzmessung.
Anhand dieser Fragestellung werden allgemein kernphysikalische Größen vorgestellt (Neutronen, kernphysikalische Streuvorgänge und Wirkungsquerschnitt, angeregte Zustände im Atomkern u.s.w.) und spezielle Fragen von Erzeugung und Nachweis von Neutronen behandelt. Verschiedenste Aktivierungsverfahren werden in der Materialuntersuchung für eine quantitative Analyse angewendet, und das Verständnis der Wechselwirkungsprozesse von Neutronen ist für Prinzip und Betrieb von Kernreaktoren eine wichtige Voraussetzung.
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