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Autor Thema: Erzeugung und Detektion schneller Neutronen  (Gelesen 116 mal)

stoppi

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Erzeugung und Detektion schneller Neutronen
« am: 20. November 2019, 12:58 »
Hallo!

Aktuell versuche ich mich gerade bei der Erzeugung und Detektion schneller Neutronen (für eine spätere vorwissenschaftliche Arbeit zur Matura/Abitur).

Als Neutronenquelle kommt ein Alphastrahler + Beryllium zum Einsatz. Ich habe gelesen, dass dabei die Neutronenausbeute sehr bescheiden ist. Nur etwa 1 Neutron auf 12500 Alphateilchen.

Ein erster Versuch mit 4 Americium-241 Quellen (jede < 0.8 µCi) scheiterte. In anbetracht der Ausbeute auch nicht verwunderlich. Denn dies sollte eine Rate von nur ca. 1 Neutron/sek ergeben.

Auf der Suche nach einem stärkeren Alphastrahler bin ich dann auf den staticmaster (https://www.adorama.com/cpsmr3.html) gestoßen. Dessen Aktivität beträgt bereits 500 µCi, also mehr als das 100-fache verglichen mit meinen Americiumquellen. Damit müsste doch die Detektion gelingen.

Als Detektor kommt ein Photomultiplier + Plastikszintillator zum Einsatz. Beim Plastikszintillator dürfte es sich laut Angabe des Verkäufers (https://www.ebay.com/itm/Plastic-Scintillation-Material-Radiation-Scintillator-Crystal/200664890714?hash=item2eb88f3d5a:g:Mu4AAOSwu1VW3nMq) um Bicron BC-408 handeln. Dieser ist laut Datenblatt zwar nicht geeignet für schnelle Neutronen (https://www.crystals.saint-gobain.com/sites/imdf.crystals.com/files/documents/bc400-404-408-412-416-data-sheet.pdf), andererseits hat Bicron mir geantwortet, dass der Typ 408 sowie 412 sehr wohl auf schnelle Neutronen (per Protonenstoß) reagieren sollte (siehe auch https://www.crystals.saint-gobain.com/products/bc-408-bc-412-bc-416).

Die Elektronik besteht einerseits aus einem Selbstbau-HV-Netzteil auf Basis eines CCFL-Inverters und andererseits aus einem invertierenden Verstärker mit nachgeschalteten Komparator + Monoflop. Diese funktioniert soweit ganz gut und wenn ich einen Alphastrahler direkt ins Gehäuse zum Plastikszintillator gebe, dann erhalte ich auch Pulse am Ausgang.

Momentan ist noch ein Zylinder aus Beryllium auf den Weg zu mir, da sich dieser besser vor dem Alphastrahler positionieren lässt als die bereits vorhandenen Beryllium-Splitter (siehe Abbildung).

Hat jemand von euch bereits Erfahrungen mit Neutronen (z.B. erzeugt mit einem Fusor)?

Die Polonium-210 Quelle muss ich auch erst bestellen (stolze 50 USD Versand aus den USA  :o)