Emission von ternären Teilchen aus den Reaktionen 229Th(n,f), 233U(n,f) und 239Pu(n,f)

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden die Ausbeuten und Energieverteilungen ternärer Teilchen aus den Reaktionen 229Th(n_th,f), 233U(n_th,f) und 239Pu(n_th,f) bestimmt. Die Experimente wurden am Massenseparator Lohengrin des Instituts Laue-Langevin durchgeführt. An diesem Institut wird den Experimentatoren der höchste Neutronenfluß der Welt zur Verfügung gestellt. Aufgrund des hohen Neutronenflusses ist es bei den untersuchten Reaktionen gelungen, viele schwere ternäre Teilchen erstmals zu beobachten. Ausgehend von den bis zu diesem Zeitpunkt schwersten bekannten ternären Teilchen, nämlich O-20, wurden die Energieverteilungen und Ausbeuten noch schwererer Teilchen bis hinauf zu neutronenreichen Si-Isotopen bestimmt.

Bei der Reaktion 229Th(n_th,f) waren als ternäre Teilchen nur Tritonen und alpha-Teilchen bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurden 17 weitere ternäre Teilchen identifiziert, wobei für 11 eine Ausbeute angegeben werden konnte. Das schwerste beobachtete Teilchen war das 24Ne-Nuklid. Allerdings konnte nicht geklärt werden, inwiefern eine Kontamination des Thoriumtargets etwa durch Plutonium insbesondere für die schweren ternären Teilchen zu verläßlichen Resultate geführt hat. Bei der Reaktion 233U(n_th,f) wurden 25 unterschiedliche ternäre Teilchen detektiert, davon wurden 22 neu entdeckt. Neben der Bestimmung der Ausbeuten von 16 Teilchen konnte zusätzlich eine obere Grenze für die Ausbeute des 27Na-Nuklids angegeben werden. Das schwerste beobachtete ternäre Teilchen bei der Reaktion 233U(n_th,f) war das 24Ne-Nuklid. Bei der Reaktion 239Pu(n_th,f) gelang es 36 unterschiedliche ternäre Teilchen zu identifizieren, davon 23 erstmals bei dieser Reaktion. Für sechs ternäre Teilchen wurde zum ersten Mal die Ausbeute bestimmt, darunter 32Al als schwerstes Nuklid. Dieses Nuklid besitzt die kleinste bis heute bekannte ternäre Teilchenausbeute. Es wird in der Reaktion 239Pu(n_th,f) in etwa einer von 10^(11) Spaltungen gebildet.