Wellenlängenselektion von Neutronen mittels dynamischer Magnetfelder

Abstract

Neben den herkömmlichen Methoden zur Wellenlängenselektion von Neutronen (Kristalle, mechanische Monochromatoren), ist es auch mittels Neutronenpolarisatoren und dynamischen Magnetfeldern möglich, Neutronen mit einer definierten Wellenlänge zu selektieren. Diese Methode wurde erstmals 1963 von G.M. Drabkin vorgeschlagen und von G. Badurek et al.<br />bis zum heutigen Tage stetig weiterentwickelt.<br />Im Rahmen dieser Arbeit wurde, aufbauend auf den bisherigen Erkenntnissen, ein Gerät zur Wellenlängenselektion entwickelt, mit dem nicht nur die Wellenlänge, sondern auch die Form des Neutronenpulses durch die Anpassung der Magnetfelder definiert werden kann. Außerdem ist es möglich, durch Modulation des Magnetfelds, kurze Neutronenpulse zu erzeugen.<br />Neben der Analyse verschiedener Spulenformen umfasste die Arbeit auch die vollständige Eigenentwicklung der Stromquellen der Spulen und der zugehörigen Steuerungselektronik samt Firmware und Software.<br />Der erste Prototyp wurde am TRIGA Mark-II Reaktor des Atominstituts der TU Wien getestet und die ersten Messergebnisse bestätigen die theoretischen Vorhersagen und Simulationen des Konzepts.<br />Um die Wellenlängenselektion von Neutronen durch dynamische Magnetfelder als ernstzunehmende Alternative zu den herkömmlichen Methoden der Wellenlängenselektion etablieren zu können, ist eine Weiterentwicklung des bisherigen Konzepts unumgänglich.<br />

Besides the common methods for wavelength selection of neutrons (crystal, mechanical monochromator), wavelength selection can be achieved by neutron polarizers and dynamic magnetic fields. In 1963 this method was proposed by G.M. Drabkin. The development was continued by G.<br />Badurek et al. to present day.<br />As part of this work a device for wavelength selection was developed, based on previous findings. With this device the wavelength selection can be shaped by adjusting the magnetic fields. It is also possible to puls the neutron beam.<br />Besides analysis of various coil shapes, the whole development of current sources, associated control devices, Firmware and Software was part of this work.<br />The first prototype was tested on TRIGA Mark-II reactor on the Institute of Atomic and Subatomic Physics (Vienna University of Technology). First measurement results support theoretical predictions and simulations.<br />To establish wavelength selection of neutrons by dynamic magnetic fields as a serious alternative to common methods, more research is necessary.