Kernphysik
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SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel<br />
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift<br />
by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 EXPERIMENTELLE TECHNIKEN<br />
4.2.2 Elektronen<br />
Bem: e + verschwinden durch Paarvernichtung: Reichweite: wenige mm<br />
m P rojektil = bzw. E e<br />
2. Bremsstrahlung: Abbremsung der e − in Kernfeldern (dominant, exponentiell)<br />
− dE e<br />
dx<br />
∣ ≈ 4m Kernz 3 α 3 2 E e<br />
Kern=T arget<br />
m 2 ec 2<br />
( ) a(E)<br />
ln<br />
z 1/3<br />
mit α ≡ Feinstrukturkonstante = 1<br />
137 = e2<br />
4πε 0 c<br />
Reichweiten Bsp: E p = 1MeV<br />
Projektil Targetmedium<br />
Luft H 2 O Pb<br />
e − 3.8 m 4.3 mm 670 µm<br />
p 25 mm 22 µm 8 µm<br />
α 5 mm 4 µm 2.6 µm<br />
und a(E) = Numerischer Faktor<br />
4.2.3 Neutronenstrahlung<br />
Quelle: Kernreaktionen: Die n freisetzen, z.b. Spaltung von 235 U<br />
Kollimation und Reflexion an einer Metallwand, E n ≈ 1 - 10 MeV, Moderation = Verzögerung;<br />
Thermische Neutronen: E kin ≈ 300K = 25meV<br />
WW mit Materie: Über starke Kernkraft → Verzögerung: geringe Effizienz<br />
Abschwächung durch Absorption: keine Coulomb-Barriere:<br />
• Starke Abnahme des Streuquerschnitts mit zunehmender Energie; Grund λ dB (n) sinkt mit<br />
steigender Energie<br />
• Überlagert: Starke Streu (Absorptions-)Resonanzen im Bereich ≈ 1 MeV = Niveauabstand der<br />
n-Zustände im Kern<br />
Beispiel: 10<br />
5 B + n → 2 3Li + α σ Absorptions ≈ 10 3 fm 2<br />
235 U + n → 136<br />
53 I + 98<br />
39Y + 2n (Iod, Yttrium)<br />
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