Neutronen-induzierte Emission geladener Teilchen

• Antragsteller: Professor Dr. Rene Reifarth
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder ; Astrophysik und Astronomie ; Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320731103

Atomkerne sind aus Protonen und Neutronen aufgebaut. Obwohl freie Neutronen in der Natur kaum vorkommen, da sie instabil sind, spielen neutroneninduzierte Reaktionen eine wichtige Rolle in unserer Gesellschaft. Ihr Einfluss reicht von medizinischen Anwendungen in der Krebstherapie über technologische Herausforderungen in Reaktorwissenschaften bis hin zu fundamentalen Fragestellungen wie derjenigen nach dem Ursprung der Elemente. Trotz ihrer Relevanz wurden bislang nur wenige neutroneninduzierte Reaktionen untersucht. Dies gilt im Besonderen für neutroneninduzierte Reaktionen, die geladene Teilchen freisetzen. Aus diesem Grund zielt das Projekt NICE (Neutron Induced Charged particle Emission) auf die Messung solcher Reaktionen ab. Bei den entsprechenden Experimenten müssen geladene Teilchen detektiert werden. Sie besitzen nur eine kurze Reichweite in Materie, was mehrere Herausforderungen für das Experiment birgt. Es werden sehr dünne Targets benötigt, damit die Reaktionsprodukte aus dem Material entkommen können. Daraus folgt eine geringe Menge an Probenmaterial, was die Messung von Wirkungsquerschnitten erschwert. Um dem zu begegnen, sind ein großer Neutronenfluss und ein geringer Abstand zum Neutronenproduktionstarget notwendig. Nachteilig ist hierbei der höhere Untergrund durch Gammas und Neutronen. Ein Detektorsystem, das mit diesen Herausforderungen umgehen kann, wird im Rahmen des NICE Projekts entwickelt werden. Die Kombination dieses Detektors mit der neuen Neutronenquelle FRANZ wird es ermöglichen, eine große Vielfalt neutroneninduzierter Reaktionen mit beispielloser Sensitivität zu untersuchen. Um die Möglichkeiten des neuen Detektors an FRANZ zu demonstrieren, soll innerhalb dieses Projekts die astrophysikalisch wichtige Reaktion 33S(n,a) vermessen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien
• Mitverantwortliche: Dr. Tanja Heftrich; Dr. Oliver Meusel; Dr. Rudolf Tiede
• Kooperationspartner: Dr. Michael Heil; Dr. Arjan Plompen