Publications Repository - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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Die Bestimmung des neutroneninduzierten Spaltquerschnitts von ²⁴²Pu
Kögler, T.;
Präzise neutroneninduzierte Spaltquerschnitte von Actinoiden wie den Plutoniumisotopen haben für die Entwicklung zukünftiger Transmutationstechnologien eine große Bedeutung. Die Unsicherheiten des ²⁴²Pu-Spaltquerschnitts im schnellen Bereich des Spektrums betragen derzeit etwa 21 %. Aktuelle Sensitivitätsstudien haben gezeigt, dass nur eine Reduzierung dieser Unsicherheiten auf unter 5 % verlässliche neutronenphysikalische Simulationen zulässt.
Diese anspruchsvolle Aufgabe konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit an der Neutronen-Flugzeitanlage nELBE durchgeführt werden. Dünne, homogene und großflächige Actinoiden-Proben wurden dem Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf innerhalb des TRAKULA-Verbundprojektes zur Verfügung gestellt. Eingesetzt in eine neu entwickelte Spaltionisationskammer ermöglichten sie eine akkurate Bestimmung des Spaltquerschnitts relativ zu ²³⁵U. Die Flächendichten der Plutoniumschichten wurden anhand der spontanen Spaltrate von ²⁴²Pu bestimmt. Aufwändige Teilchentransportsimula-
tionen (durchgeführt mit Geant 4, MCNP 6 und FLUKA) wurden genutzt, um die auftretende Neutronenstreuung zu korrigieren. Die gewonnenen Ergebnisse sind im Rahmen ihrer Unsicherheiten in guter Übereinstimmung mit aktuellen Kerndatenevaluierungen. /
Neutron induced fission cross sections of actinides like the Pu-isotopes are of relevance for the development of nuclear transmutation technologies. For ²⁴²Pu, current uncertainties are of around 21 \%. Sensitivity studies show that the total
uncertainty has to be reduced to below 5\% to allow for reliable neutron physics simulations. This challenging task was performed at the neutron time-of-flight facility of the new German National Center for High Power Radiation Sources at HZDR, Dresden. Within the TRAKULA project, thin, large and homogeneous deposits of ²³⁵U and ²⁴²Pu have been produced successfully. Using two consecutively placed fission chambers allowed the determination of the neutron induced fission cross section of ²⁴²Pu relative to ²³⁵U. The areal density of the Plutonium targets was calculated using the measured spontaneous fission rate. Experimental results of the fast neutron induced fission of ²⁴²Pu acquired at nELBE will be presented and compared to recent experiments and evaluated data. Corrections addressing the neutron scattering are discussed by using
results of different neutron transport simulations (Geant4, MCNP6 and FLUKA).
Keywords: Kernspaltung, Wirkungsquerschnitt, schnelle Neutronen, nELBE, Spaltionisationskammern/ fission, cross section, fast neutrons, nELBE, fission ionization chambers
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Fast-neutron-induced fission cross section of Pu(242) … (Id 28970) HZDR-primary research data are used by this publication
  • Doctoral thesis
    TU Dresden, 2017
    Mentor: Dr. Arnd R. Junghans
    187 Seiten

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Publ.-Id: 26338