This study on the neutron-induced fission of 234U was carried out at the 7 MV Van de Graaff accelerator of IRMM in Belgium. A Twin Frisch-Grid Ionization Chamber (TFGIC) was used to study 234U(n,f) between En = 0.2 and 5.0 MeV. The reaction is important for fission modelling of the second-chance fission in 235U(n,f). The fission fragment (FF) angular-, energy and mass distributions were determined using the 2E-method highlighting especially the region of the vibrational resonance at En = 0.77 MeV. The experiment used both conventional analogue and modern digital acquisition systems in parallel. Several advantages were found in the digital case, especially a successful pile-up correction. The shielding limitations of the Frisch-grid, called "grid-inefficiency", result in an angular-dependent energy signal. The correction of this effect has been a long-standing debate and a solution was recently proposed using the Ramo-Shockley theorem. Theoretical predictions from the latter were tested and verified in this work using two different grids. Also the neutron-emission corrections as a function of excitation energy were investigated. Neutron corrections are crucial for the determination of FF masses. Recent theoretical considerations attribute the enhancement of neutron emission to the heavier fragments exclusively, contrary to the average increase assumed earlier. Both methods were compared and the impact of the neutron multiplicities was assessed. The effects found are significant and highlight the importance of further experimental and theoretical investigation. In this work, the strong angular anisotropy of 234U(n,f ) was confirmed. In addition, and quite surprisingly, the mass distribution was found to be angular-dependent and correlated to the vibrational resonances. The anisotropy found in the mass distribution was consistent with an anisotropy in the total kinetic energy (TKE), also correlated to the resonances. The experimental data were parametrized assuming fission modes based on the Multi-Modal Random Neck-Rupture model. The resonance showed an increased yield from the Standard-1 fission mode and a consistent increased TKE. The discovered correlation between the vibrational resonances and the angular-dependent mass distributions for the asymmetric fission modes may imply different outer fission-barrier heights for the two standard modes.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Frisch-Gitterionisationskammer zum Messen kleinster spezifischer Alphaaktivitäten realisiert. Im konkreten Fall soll der Detektor dafür genutzt werden, die Halbwertszeit von 144Nd erneut zu bestimmen. Da diese sehr lang (T1/2 = (2,29 ± 0,16) · 10^15 Jahre) und die Reichweite der emittierten Alphateilchen in Feststoffen sehr gering ist, können nur sehr dünne Proben untersucht werden. Die Fläche der Proben sollte sehr groß sein, um die nötige Aktivität zu erhalten. Im Vergleich haben sich Gitterionisationskammern als das geeignetste Detektorkonzept erwiesen. Es wurde eine Kammer realisiert, welche aus zwei Gitterionisationskammern mit geteilter Anode besteht. Mit Hilfe dieses Aufbaus ist es möglich den Detektornulleffekt zu reduzieren. Die Auslese der auf den Detektorelektroden induzierten Ladung erfolgt mit Hilfe eines Analog-Digital-Konverters. Die Auswertung der gewonnenen Daten wird vollständig nach der Messung durchgeführt. Anhand einer Pulsformanalyse können verschiedene Informationen über jedes, im Detektor stattgefundene, Ereignis gewonnen werden. So ist es möglich den Gitterdurchgriff und die damit verbundene Winkelabhängigkeit der Pulshöhen zu korrigieren und somit die Energieauflösung des Detektors zu verbessern. Es wird eine Energieauflösung von 0,86 % bei 5,1 MeV erreicht. Die Charakterisierung der Ereignisse wird außerdem für die Reduktion des Detektornulleffekts herangezogen. Aufgrund verschiedener Bedingungen, die für ein zu erwartendes Alphaereignis notwendig sind, kann ein Großteil der, die Messung störenden Ereignisse, unterdrückt werden. So kann der Nulleffekt im Energiebereich von 1 MeV bis 2,2 MeV von 435 Ereignissen pro Tag ohne Charakterisierung um etwa ein Faktor 20 auf 21,6 Ereignisse pro Tag mit Charakterisierung reduziert werden. Die Nachweiseffizienz wird davon nicht merklich beeinträchtigt. Für ausreichend lange Messzeiten ist eine Nachweisgrenze von weniger als 10 Ereignissen pro Tag zu erwarten. Für eine, für diesen Aufbau geeignete, Targetgeometrie ist mit etwa 50 Alphazerfällen des 144Nd pro Tag zu rechnen. Mit einer Nachweiseffizienz von etwas unter 50 % sollte die Messung am 144Nd gut möglich sein. / The realization of this work was the usage of a Frisch grid ionization chamber for measuring the lowest specific alpha activity. In the practical case the detector should be used to remeasure the half life of 144Nd. Only very thin targets can be used, due to the extreme long half life and the very short range of alpha particles in matter. The area of the samples must be big enough to get the required activity. In comparison gridded ionization chambers are the most practical devices. The chamber was realized in that way, that two gridded chambers shares a common anode. This could be used to minimize the detector background. The charge, which was induced in the detector electrodes, is acquired by an analog to digital converter. The full analysis of the data is done after the measurement. With the pulse form analysis it is possible to extract information about every event occurring in the detector. It is also possible to correct the grid inefficiency and the correlated angle dependence of the pulse height. This improves the energy resolution. A resolution of 0.86 % at 5.1 MeV is possible. The characterization of the events is also used for the suppression of the detector background. Due to different conditions for an assumed alpha event the majority of the events which disturbs the measurement could be removed. So it is possible to suppress the background in the range between 1 MeV to 2.2 MeV of 435 events per day without the characterization to 21.6 events per day with characterization, which is a factor of roughly 20. The detection efficiency is not noticeably effected. For sufficiently long measurements a lowest limit of detection of 10 counts per day is expectable. For a target geometry which can be used with this setup, about 50 alpha decays of 144Nd per day will occur. With a detection efficiency a bit below 50 % the measurement on Nd should be possible.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Frisch-Gitterionisationskammer zum Messen kleinster spezifischer Alphaaktivitäten realisiert. Im konkreten Fall soll der Detektor dafür genutzt werden, die Halbwertszeit von 144Nd erneut zu bestimmen. Da diese sehr lang (T1/2 = (2,29 ± 0,16) · 10^15 Jahre) und die Reichweite der emittierten Alphateilchen in Feststoffen sehr gering ist, können nur sehr dünne Proben untersucht werden. Die Fläche der Proben sollte sehr groß sein, um die nötige Aktivität zu erhalten. Im Vergleich haben sich Gitterionisationskammern als das geeignetste Detektorkonzept erwiesen. Es wurde eine Kammer realisiert, welche aus zwei Gitterionisationskammern mit geteilter Anode besteht. Mit Hilfe dieses Aufbaus ist es möglich den Detektornulleffekt zu reduzieren. Die Auslese der auf den Detektorelektroden induzierten Ladung erfolgt mit Hilfe eines Analog-Digital-Konverters. Die Auswertung der gewonnenen Daten wird vollständig nach der Messung durchgeführt. Anhand einer Pulsformanalyse können verschiedene Informationen über jedes, im Detektor stattgefundene, Ereignis gewonnen werden. So ist es möglich den Gitterdurchgriff und die damit verbundene Winkelabhängigkeit der Pulshöhen zu korrigieren und somit die Energieauflösung des Detektors zu verbessern. Es wird eine Energieauflösung von 0,86 % bei 5,1 MeV erreicht. Die Charakterisierung der Ereignisse wird außerdem für die Reduktion des Detektornulleffekts herangezogen. Aufgrund verschiedener Bedingungen, die für ein zu erwartendes Alphaereignis notwendig sind, kann ein Großteil der, die Messung störenden Ereignisse, unterdrückt werden. So kann der Nulleffekt im Energiebereich von 1 MeV bis 2,2 MeV von 435 Ereignissen pro Tag ohne Charakterisierung um etwa ein Faktor 20 auf 21,6 Ereignisse pro Tag mit Charakterisierung reduziert werden. Die Nachweiseffizienz wird davon nicht merklich beeinträchtigt. Für ausreichend lange Messzeiten ist eine Nachweisgrenze von weniger als 10 Ereignissen pro Tag zu erwarten. Für eine, für diesen Aufbau geeignete, Targetgeometrie ist mit etwa 50 Alphazerfällen des 144Nd pro Tag zu rechnen. Mit einer Nachweiseffizienz von etwas unter 50 % sollte die Messung am 144Nd gut möglich sein. / The realization of this work was the usage of a Frisch grid ionization chamber for measuring the lowest specific alpha activity. In the practical case the detector should be used to remeasure the half life of 144Nd. Only very thin targets can be used, due to the extreme long half life and the very short range of alpha particles in matter. The area of the samples must be big enough to get the required activity. In comparison gridded ionization chambers are the most practical devices. The chamber was realized in that way, that two gridded chambers shares a common anode. This could be used to minimize the detector background. The charge, which was induced in the detector electrodes, is acquired by an analog to digital converter. The full analysis of the data is done after the measurement. With the pulse form analysis it is possible to extract information about every event occurring in the detector. It is also possible to correct the grid inefficiency and the correlated angle dependence of the pulse height. This improves the energy resolution. A resolution of 0.86 % at 5.1 MeV is possible. The characterization of the events is also used for the suppression of the detector background. Due to different conditions for an assumed alpha event the majority of the events which disturbs the measurement could be removed. So it is possible to suppress the background in the range between 1 MeV to 2.2 MeV of 435 events per day without the characterization to 21.6 events per day with characterization, which is a factor of roughly 20. The detection efficiency is not noticeably effected. For sufficiently long measurements a lowest limit of detection of 10 counts per day is expectable. For a target geometry which can be used with this setup, about 50 alpha decays of 144Nd per day will occur. With a detection efficiency a bit below 50 % the measurement on Nd should be possible.