Genaue gebundene kohärente Neutronenstreulängen bc wichtiger Isotope

• Antragsteller: Professor Dr. Holger Kohlmann
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung ; Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513557453

Neutronenstreulängen b sind das Maß für die Stärke der Wechselwirkung zwischen Neutronen und dem Kern eines Atoms. Sie sind grundlegende Eigenschaften von Materie, und die meisten Neutronenstreutechniken beruhen auf genauen b-Werten. Überraschenderweise sind Neutronenstreulängen oft nur mit mäßiger oder schlechter Genauigkeit bekannt oder gar nicht experimentell bestimmt worden. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, gebundene kohärente Streulängen für thermische Neutronen wichtiger stabiler Isotope mit sehr hoher Genauigkeit durch Neutronenbeugung zu bestimmen. Die zu untersuchenden Isotope und natürlichen Isotopengemische sind: 6Li, 7Li, natLi, 114Cd, natCd, 123Te, natTe, 141Pr (= natPr), 142Nd, 143Nd, 144Nd, 145Nd, 146Nd, 148Nd, 150Nd, natNd, 147Sm , 148Sm, 149Sm, 152Sm, 154Sm, natSm, 151Eu, 153Eu, natEu, 177Hf, natHf, 185Re, 187Re, natRe, 203Tl, 205Tl, natTl. Dies wird der Benutzergemeinschaft grundlegende und wichtige Daten liefern, die für eine Fülle von Neutronenexperimenten in verschiedenen Bereichen benötigt werden, die von kondensierter Materie bis hin zu Kernphysik und Biologie reichen. Zunächst wird ein robustes und dennoch genaues Verfahren zur Bestimmung gebundener kohärenter Neutronenstreulängen durch Neutronenbeugung erarbeitet. Die Neutronenbeugung hat gegenüber anderen (manchmal genaueren) Methoden der Streulängenbestimmung den Vorteil, dass sie nur auf relative und nicht auf absolute Werte angewiesen ist und weniger anfällig für systematische Fehler ist. Es ist daher eine robuste, aber ziemlich genaue (< 1%) Methode und gut geeignet, um die Streulängen wichtiger Isotope neu zu bestimmen. Geeignete Materialien wie LiF, LiBaF3, CdF2, TeO2, LnN und LnOCl (Ln = Pr, Nd, Sm, Eu), ReO3, TlCl werden aus isotopenangereicherten Materialien synthetisiert. Neutronenpulverbeugungsexperimente an diesen Materialien werden für genaue Intensitätsmessungen optimiert und Beugungsdaten werden durch Rietveld-Verfeinerung analysiert. Statistische und Konsistenzprüfungen vervollständigen die Neutronenstreulängenbestimmung. Die meisten Neutronenexperimente werden am und in Zusammenarbeit mit dem Institut Laue-Langevin in Grenoble, Frankreich, durchgeführt. Zusätzliche Neutronenbeugungsdaten werden am MLZ, Garching, München, Deutschland, am PSI, Villigen, Schweiz, und am ANSTO, Lucas Heights, Australien, erhoben. Für ausgewählte Verbindungen wie LiF, LiBaF3 und ReO3 werden alternative Methoden wie Einkristallbeugung und Neutroneninterferometrie eingesetzt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Ralf Kautenburger