Experimental study of the neutron induced fission cross-section of 234U [hoch 234 U], 237Np [hoch 237 Np] and 243Am [hoch 243 Am] with time-of-flight spectrometry technics

Abstract

Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf Messungen von nuklearen Daten die notwendig sind, um das Problem der Transmutation von nuklearem Abfall zu lösen. Sie beinhaltet den Spaltwirkungsquerschnitt von 234U im Energiebereich von thermischer Energie bis zu 1 MeV, 237Np und 243Am in der Resonanzregion und durchscnittlichen Gruppeneinfangsquerschnitt von 234U und 236U. Fast alle dieser Daten sind von der IAEA vorrangig empfohlenen Daten, um das Problem der Transmutation zu lösen.<br />Weiteres Ziel ist es eine hohe Auflösung der Spaltwirkungsquerschnittsdaten von 234U auf der Spaltbarriere zu erreichen, um die Existenz der Feinstruktur zu bestätigen, die auf die Vibrationsresonanzen im dritten Minimum der Spaltbarriere zurückzuführen ist.<br />Die vorliegende Dissertation fasst die mehr als zehnjährigen Experimente zusammen, die an Pulsneutronenquellen IBR-2 und IBR-30 des Frank Laboratoriums für Neutronenphysik des Gemeinschaftsinstituts für nukleare Forschung in Dubna, Russland, "Fakel" des russischen wissenschaftlichen Zentrums "Kurchatov Institut" und dem n_TOF von CERN durchgeführt wurden. Die TOF Technik wurde für die Neutronenenergiespektrometrie genutzt sowie verschiedene Arten von Detektoren, um die Spaltereignisse zu kennzeichnen.<br />Die voneinander unabhängigen Messungen desselben Isotops an unterschiedlichen Neutronenquellen und manchmal mit unterschiedlichen Techniken liefern ein starkes, konsistentes Datenset.<br />

The current work concentrates on the measurements of the nuclear data needed for solving the problem of transmutation of radiotoxic waste. It includes fission cross-section of 234U in the energy range from thermal to 1 MeV, 237Np and 243Am in the resonance region and average group capture cross-section of 234U and 236U. Almost all of these data are recommended by IAEA as a first priority needs for transmutation problem. Another objective is to obtain the high resolution data of the fission cross-section of the 234U on the fission barrier to confirm the existence of the fine structure, attributed to the vibrational resonances in the third well of the fission barrier.<br />The Dissertation summarizes more, than 10 years of the experiments, performed on the pulsed neutron sources IBR-2 and IBR-30 of Frank Laboratory of Neutron Physics of the Joint Institute for Nuclear Research (FLNP JINR) in Dubna, Russia; "Fakel" of Russian Scientific Center "Kurchatov's Institute" and n_TOF of CERN. The TOF technique was used for neutron energy spectrometry and various kinds of detectors to mark the fission events.<br />The independent measurements of the same isotopes done on different neutron sources and sometimes with different techniques gives strong, self-consistent set of data.