<p>У докторској дисертацији&nbsp; приказани су резултати развијених и примењених коинцидентних метода за временску анализу нуклеарних процеса. Експериментални коинцидентни системи засновани су на&nbsp; HPGe&nbsp; и пластичним сцинтилационим детекторима.&nbsp; Извршена су три експеримента, која су показала примењивост развијених коинцидентних система. Први део експерименталног дела обухвата анализе временских варијација интензитета космичког зрачења посредством нискоенергијских фотона. Показано је да се праћењем интензитета нискоенергијских фотона у току времена у различитим енергијским регионима остварује бољи увид у анализу фонских догађаја, стварајући предуслове за извођење експеримената који трагају за ретким нуклеарним процесима. Поред праћења временских варијација интензитета, метода се може применити и&nbsp; на детекцију периодичних и апериодичних догађаја повезаних са активношћу Сунца. Други део дисертације обухватао је истраживања везана&nbsp; за&nbsp; детекцију потенцијалних&nbsp; флуктуација константе распада 22 Na. Развијен је коинцидентни систем&nbsp; и&nbsp; у току времена је&nbsp; праћен интензитет анихилационе линије, која је резултат анихилације позитрона емитованог распадом 22Na.&nbsp; За време трајања&nbsp; аквизиције података, нису пронађена значајна одступања испитиване константе распада од стандардног експоненцијалног закона радиоактивног распада. У трећем делу експерименталног рада, приказана је коинцидентна метода за временско раздвајање догађаја индукованих мионима и неутронима у околини детекторског система. Добијена је временска крива у експерименту и извршена је детаљна анализа различитих временских региона. Извршене су Монте Карло симулације, на основу којих је добијена временска крива. Анализом различитих региона симулиране временске криве, показано је да се ови догађаји могу раздвојити у две велике групе&ndash;брзе и споре догађаје. Међу спорим догађајима, показано је да се може направити разлика између догађаја индукованих мионима, међу којима доминира анихилација, и догађаја индукованих неутронима, који спадају у закаснеле догађаје у групи спорих догађаја. Добијено је да неутрони највише доприносе нискоенергијском региону, првенствено у региону до&nbsp; &asymp;50&nbsp; keV,&nbsp; што их чини&nbsp; нежељеном кариком фонских догађаја у експериментима који трагају за ретким нуклеарним догађајима. На основу резултата симулација, анализирани су електромагнетни и хадронски процеси индуковани мионима и неутронима, као и удели мионске и неутронске компоненте у коинцидентном спектру HPGe&nbsp; детектора и директном спектру пластичног сцинтилационог детектора. Закључено је да нискоенергијском спектру,&nbsp; који је превасходно значајан за ретке нуклеарне процесе,&nbsp; доминантно доприносе неутрони.</p> / <p>U doktorskoj disertaciji&nbsp; prikazani su rezultati razvijenih i primenjenih koincidentnih metoda za vremensku analizu nuklearnih procesa. Eksperimentalni koincidentni sistemi zasnovani su na&nbsp; HPGe&nbsp; i plastičnim scintilacionim detektorima.&nbsp; Izvršena su tri eksperimenta, koja su pokazala primenjivost razvijenih koincidentnih sistema. Prvi deo eksperimentalnog dela obuhvata analize vremenskih varijacija intenziteta kosmičkog zračenja posredstvom niskoenergijskih fotona. Pokazano je da se praćenjem intenziteta niskoenergijskih fotona u toku vremena u različitim energijskim regionima ostvaruje bolji uvid u analizu fonskih događaja, stvarajući preduslove za izvođenje eksperimenata koji tragaju za retkim nuklearnim procesima. Pored praćenja vremenskih varijacija intenziteta, metoda se može primeniti i&nbsp; na detekciju periodičnih i aperiodičnih događaja povezanih sa aktivnošću Sunca. Drugi deo disertacije obuhvatao je istraživanja vezana&nbsp; za&nbsp; detekciju potencijalnih&nbsp; fluktuacija konstante raspada 22 Na. Razvijen je koincidentni sistem&nbsp; i&nbsp; u toku vremena je&nbsp; praćen intenzitet anihilacione linije, koja je rezultat anihilacije pozitrona emitovanog raspadom 22Na.&nbsp; Za vreme trajanja&nbsp; akvizicije podataka, nisu pronađena značajna odstupanja ispitivane konstante raspada od standardnog eksponencijalnog zakona radioaktivnog raspada. U trećem delu eksperimentalnog rada, prikazana je koincidentna metoda za vremensko razdvajanje događaja indukovanih mionima i neutronima u okolini detektorskog sistema. Dobijena je vremenska kriva u eksperimentu i izvršena je detaljna analiza različitih vremenskih regiona. Izvršene su Monte Karlo simulacije, na osnovu kojih je dobijena vremenska kriva. Analizom različitih regiona simulirane vremenske krive, pokazano je da se ovi događaji mogu razdvojiti u dve velike grupe&ndash;brze i spore događaje. Među sporim događajima, pokazano je da se može napraviti razlika između događaja indukovanih mionima, među kojima dominira anihilacija, i događaja indukovanih neutronima, koji spadaju u zakasnele događaje u grupi sporih događaja. Dobijeno je da neutroni najviše doprinose niskoenergijskom regionu, prvenstveno u regionu do&nbsp; &asymp;50&nbsp; keV,&nbsp; što ih čini&nbsp; neželjenom karikom fonskih događaja u eksperimentima koji tragaju za retkim nuklearnim događajima. Na osnovu rezultata simulacija, analizirani su elektromagnetni i hadronski procesi indukovani mionima i neutronima, kao i udeli mionske i neutronske komponente u koincidentnom spektru HPGe&nbsp; detektora i direktnom spektru plastičnog scintilacionog detektora. Zaključeno je da niskoenergijskom spektru,&nbsp; koji je prevashodno značajan za retke nuklearne procese,&nbsp; dominantno doprinose neutroni.</p> / <p>In&nbsp; this&nbsp; doctoral&nbsp; thesis,&nbsp; the&nbsp; results&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; developed and&nbsp; applied&nbsp; coincidence&nbsp;&nbsp; methods&nbsp; on&nbsp; the&nbsp; timeanalysis&nbsp; of&nbsp; nuclear&nbsp; processes&nbsp; are&nbsp; presented. Coincidence systems, used in presented experiments, are&nbsp; based&nbsp; on&nbsp; the&nbsp; HPGe&nbsp; and&nbsp; plastic&nbsp; scintillation detectors.&nbsp; Three&nbsp; experiments&nbsp; were&nbsp; performed,showing&nbsp; a&nbsp; wide&nbsp; application&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; developed coincidence&nbsp; systems.&nbsp; The&nbsp; first&nbsp; part&nbsp; of&nbsp; the experimental work involves the analysis of the time&nbsp; variations of cosmic rays via low-energy photons. It was&nbsp; shown&nbsp; that&nbsp; by&nbsp; analyzing&nbsp; the&nbsp; intensity&nbsp; of&nbsp; lowenergy photons better insight into the behavior of thebackground&nbsp; events&nbsp; is&nbsp; provided,&nbsp; which&nbsp; is&nbsp;&nbsp; especially important&nbsp; as&nbsp; a&nbsp; precondition&nbsp; for&nbsp; rare&nbsp; nuclear&nbsp; events experiments.&nbsp; Furthermore,&nbsp; it&nbsp; was&nbsp; shown&nbsp; that&nbsp; this method can be applied in order to search for periodic or aperiodic events resulting from the Sun activity. The&nbsp; second&nbsp; part&nbsp; contains&nbsp; the&nbsp; research&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; 22Na decay constant fluctuations. The coincidence system was&nbsp; developed&nbsp; and&nbsp; the&nbsp; intensity&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; annihilation line,&nbsp; resulting&nbsp; from&nbsp; annihilation&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; positrons emitted from 22Na, was followed with time. During&nbsp; he&nbsp; acquisition&nbsp; time,&nbsp; no&nbsp; significant&nbsp; deviations&nbsp; from the standard exponential radioactive decay law were found. In&nbsp; the&nbsp; third&nbsp; part&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; experimental&nbsp; work,&nbsp; the coincidence&nbsp; method&nbsp; for&nbsp; time&nbsp; separation&nbsp; of&nbsp; the events,&nbsp; induced&nbsp; by&nbsp; cosmic&nbsp; muons&nbsp; and&nbsp; neutrons&nbsp; in the&nbsp; vicinity&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; detectors&nbsp; system,&nbsp; was&nbsp; presented. The time curve was obtained in the experiment and the&nbsp; detailed&nbsp; analysis&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; different&nbsp; time&nbsp; regions was&nbsp; performed.&nbsp; The&nbsp; Monte&nbsp; Carlo&nbsp; simulations&nbsp; were conducted&nbsp; and&nbsp; the&nbsp; time&nbsp; curve&nbsp; from&nbsp; the&nbsp; simulation results was obtained. Analyzing the different regions of the simulated time curve, it was noticed that these events can be separated into two groups&ndash;prompt and delayed.&nbsp; Between&nbsp; delayed&nbsp; events,&nbsp; it&nbsp; was&nbsp; concluded that&nbsp; events&nbsp; induced&nbsp; by&nbsp; muons,&nbsp; dominantly annihilation&nbsp; line,&nbsp; and&nbsp; events&nbsp; induced&nbsp; by&nbsp; neutrons, which&nbsp; may&nbsp; be&nbsp; classified&nbsp; as&nbsp; more&nbsp; delayed&nbsp; events&nbsp; in the&nbsp; group&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; delayed&nbsp; events,&nbsp; can&nbsp; be distinguished.&nbsp; It&nbsp; was&nbsp; concluded&nbsp; the&nbsp; neutrons dominantly&nbsp; contribute&nbsp; to&nbsp; the&nbsp; low-energy&nbsp; region, mostly&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; region&nbsp; to&nbsp; &asymp;50&nbsp; keV,&nbsp; which&nbsp; makes neutrons&nbsp; an&nbsp; important&nbsp; background&nbsp; in&nbsp; the experiments searching for rare nuclear events. Based on&nbsp; the&nbsp; simulation&nbsp; results,&nbsp; electromagnetic&nbsp; and hadronic processes induced by muons and neutrons, as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; portions&nbsp; of&nbsp; muon&rsquo;s&nbsp; and&nbsp; neutron&rsquo;s component&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; coincidence&nbsp; spectrum&nbsp; of&nbsp; HPGe detector&nbsp; and&nbsp; direct&nbsp; spectrum&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; plastic scintillation&nbsp; detector&nbsp; were&nbsp; analyzed.&nbsp; It&nbsp; was concluded&nbsp; that&nbsp; in&nbsp; the&nbsp; low-energy&nbsp; part&nbsp; of&nbsp; the spectrum,&nbsp; primarily important for the search for rare nuclear&nbsp; events,&nbsp; dominant&nbsp; influence&nbsp; is&nbsp; originated from cosmic neutrons.</p>

High precision measurements of a weak interaction decay were conducted to search for possible variation of the decay rate parameter caused by an antineutrino flux. The experiment searched for variation of the ⁵⁴Mn electron capture decay rate parameter to a level of precision of 1 part in ∼10⁵ by comparing the difference between the decay rate in the presence of an antineutrino flux ∼3×10¹² cm^-2sec^-1 and no flux measurements. The experiment is located 6.5 meters from the reactor core of the High Flux Isotope Reactor (HFIR) in Oak Ridge National Laboratory. A measurement to this level of precision requires a detailed understanding of both systematic and statistical errors. Otherwise, systematic errors in the measurement may mimic fundamental interactions. <div><br></div><div>The gamma spectrum has been collected from the electron capture decay of ⁵⁴Mn. What differs in this experiment compared to previous experiments are, (1) a strong, uniform, highly controlled, and repeatable source of antineutrino flux, using a reactor, nearly 50 times higher than the solar neutrino flux on the Earth, (2) the variation of the antineutrino flux from HFIR is 600 times higher than the variation in the solar neutrino flux on the Earth, (3) the extensive use of neutron and gamma-ray shielding around the detectors, (4) a controlled environment for the detector including a fixed temperature, a nitrogen atmosphere, and stable power supplies, (5) the use of precision High Purity Germanium (HPGe) detectors and finally, (6) accurate time stamping of all experimental runs. By using accurate detector energy calibrations, electronic dead time corrections, background corrections, and pile-up corrections, the measured variation in the ⁵⁴Mn decay rate parameter is found to be δλ/λ=(0.034±1.38)×10^-5. This measurement in the presence of the HFIR flux is equivalent to a cross-section of σ=(0.097±1.24)×10^-25cm². These results are consistent with no measurable decay rate parameter variation due to an antineutrino flux, yielding a 68% confidence level upper limit sensitivity in δλ/λ <= 1.43×10^-5 or σ<=1.34×10^-25cm² in cross-section. The cross-section upper limit obtained in this null or no observable effect experiment is ∼10⁴ times more sensitive than past experiments reporting positive results in ⁵⁴Mn.</div>

La spectrométrie gamma à haute résolution offre un outil d'analyse performant pour effectuer des mesurages environnementaux. Dans le cadre de la caractérisation radiologique d'un site (naturelle ou artificielle) ainsi que pour le démantèlement d'installations nucléaires, la cartographie des radionucléides est un atout important. Le principe consiste à déplacer un spectromètre HPGe sur le site à étudier et, à partir des données nucléaires et de positionnements, d'identifier, de localiser et de quantifier les radionucléides présents dans le sol. Le développement de cet outil fait suite à une intercomparaison où un exercice orienté intervention a montré les limites des outils actuels. Une partie de ce travail s'est portée sur la représentation cartographique des données nucléaires. La connaissance des paramètres d'un spectre in situ a permis la création d'un simulateur modélisant la réponse d'un spectromètre se déplaçant au-dessus d'un sol contaminé. Ce simulateur a lui-même permis de développer les algorithmes de cartographie et de les tester dans des situations extrêmes et non réalisables. Ainsi, ce travail ouvre sur la réalisation d'un prototype viable donnant en temps réel les informations nécessaires sur l'identité et la position possible des radionucléides. La recherche réalisée sur la déconvolution des données permet de rendre en post traitement une carte de l'activité du sol par radionucléide mais également une indication sur la profondeur de la source. Le prototype nommé OSCAR (Outil Spectrométrique de Cartographie de Radionucléides) a ainsi été testé sur des sites contaminés (Suisse et Japon) et les résultats obtenus sont en accord avec des mesures de référence.

Neutron-rich rare-earth nuclei are among the most collective nuclei that can be found in nature. In particular, the doubly mid-shell nucleus 170Dy is expected to be the nucleus where the collective structure is maximized. This has implications for the astrophysical r-process, since it has been suggested that the collectivity maximum plays an important role in the abundances of the rare-earth elements that are created in supernova explosions. In this work, the collective structure of the five nuclei 168,170Dy and 167,168,169Ho are studied and different theoretical models are used to interpret the evolution of collectivity around the mid-shell. In order to produce and study even more neutron-rich nuclei in this mass region, new radioactive ion beam facilities will be a valuable tool. These facilities, however, require advanced instruments to study the weak signals of exotic nuclei in a high background environment. Two of these instruments are the γ-ray tracking spectrometer AGATA and the neutron detector array NEDA. For AGATA to work satisfactorily, the interaction position of the gamma rays must be determined with an accuracy of at least five millimetres. The position resolution is measured in this work using a model independent method based on the Doppler correction capabilities of the detector at two different distances between the detector and the source. For NEDA, one of the critical parameters is its ability to discriminate between neutrons and γ rays. By using digital electronics it is possible to employ advanced and efficient algorithms for pulse-shape discrimination. In this work, digital versions of the common analogue methods are shownto give as good, or better, results compared to the ones obtained using analogue electronics. Another method which effectively distinguishes between neutrons and γ rays is based on artificial neural networks. This method is also investigated in this work and is shown to yield even better results.

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la métrologie des rayonnements ionisants. Plus particulièrement dans la mesure par spectrométrie gamma des actinides contenus dans les colis et fûts de déchets. Le travail mené consiste à modéliser le coefficient d’étalonnage de la scène de mesure, élément indispensable à la quantification de l’activité (ou à la masse de radionucléides recherchée) de l’objet mesuré. La thèse comporte deux parties. La première partie traite de la modélisation de la réponse numérique spatiale et énergétique équivalente à la réponse réelle du détecteur, étape indispensable pour remonter à l’activité de l’objet. La seconde partie traite de la quantification du coefficient d’étalonnage de la scène de mesure sans hypothèse de l’opérateur. Le premier travail de thèse est la mise au point d’une méthodologie quasi automatisée d’obtention d’une réponse numérique équivalente à la réponse réelle du détecteur à un critère de convergence fixé. La réponse numérique est obtenue, sans expert, en conditions de terrain avec un critère de convergence inférieur à 5%. Le second travail est une étude de faisabilité sur la quantification de l’activité pour des colis complexes sans hypothèse de l’opérateur grâce à l’utilisation de métamodèles. Les métamodèles permettent de générer rapidement un ensemble de configurations du coefficient d’étalonnage par rapport aux données d’entrée. Les configurations sont ensuite triées pour sélectionner le coefficient d'étalonnage correspondant à la scène de mesure. / This thesis deals with radiation measurement. More particularly it concerns gamma ray spectroscopy for low level wastes. It consists in modeling the full efficiency calibration coefficient of the measured scene. It is essential to quantify the activity/mass of the measured object. This thesis is split in two parts. The first part consists in HPGE detector characterization. The HPGe characterization is available in space and energy range. The second part consists in determining the full efficiency calibration coefficient of the measured scene without operator hypothesis. First work is the development of an automated methodology to obtain detector characterization. HPGe detector characterization has similar performance to the real detector with a control of the discrepancy between them. HPGe detector characterization is achieved without expert, on field condition with a convergence criterion lower than 5%. Second work is a feasibility study for activity quantification of complex waste package without operator hypothesis. It will be possible by using metamodeling. Metamodeling generate quickly a set of configurations of the calibration coefficient with regard to input data. Configurations are sorted out according some criterions.

Nowadays there is research into molten salt reactors. The use of chlorine-based salts, which would be more available than known fluoride salts, is envisaged. The subject of research is not only the chemical and physical properties of chloride salts, but also their behavior in the neutron field and the influence of neutron balance inside the reactor. Many properties can also be determined using calculations that draw information from scientific nuclear libraries (endf). The purpose of this work is to compare important nuclear libraries with each other, and also to compare the reaction rates calculated from the library data with the reaction rates obtained by self-measurement. The preview will include a description of the necessary activities associated with the preparation of measurements, instructions for compiling the computer program NJOY and the process of the measurement itself. At the end of the work will be summarized the results and statements of which nuclear library is the closest in its values to the results of experiments.

In a collaboration with limnologists at Uppsala University a planar HPGe detector has been used to find 210Pb in lake bottom sediment in hopes of getting an estimation for the sedimentation rate. Using a least squares fit to the data, the sedimentation rate was calculated to 0.08 ± 0.01 cm/year with background subtraction, and with it a timescale for the age of the sediment could be implemented. With this timescale the lake bottom sediment can be dated as far back as a century. Along with this, using 137Cs traces from the Chernobyl disaster of 1986 a consistency check can be made for our timescale. It is estimated that the Chernobyl disaster occurred at 1989 ± 7 years which is consistent with reality since 1986 is included in the interval 1982-1989. This helps us validate the determined sedimentation rates.

The nuclear design of fusion devices such as ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), which is an experimental fusion reactor based on the &amp;quot;tokamak&amp;quot; concept, rely on the results of neutron physical calculations. These depend on the knowledge of the neutron and photon flux spectra which is particularly important because it permits to anticipate the possible answers of the whole structure to phenomena such as nuclear heating, tritium breeding, atomic displacements, radiation shielding, power generation and material activation. The flux spectra can be calculated with transport codes, but validating measurements are also required. An important constituent of structural materials and divertor areas of fusion reactors is tungsten. This thesis deals with the measurement of the neutron fluence and neutron energy spectrum in a tungsten assembly by means of multiple foil neutron activation technique. In order to check and qualify the experimental tools and the codes to be used in the tungsten benchmark experiment, test measurements in the D-T and D-D neutron fields of the neutron generator at Technische Universität Dresden were performed. The characteristics of the D-D and D-T reactions, used to produce monoenergetic neutrons, together with the selection of activation reactions suitable for fusion applications and details of the activation measurements are presented. Corrections related to the neutron irradiation process and those to the sample counting process are discussed, too. The neutron fluence and its energy distribution in a tungsten benchmark, irradiated at the Frascati Neutron Generator with 14 MeV neutrons produced by the T(d, n)4He reaction, are then derived from the measurements of the neutron induced &amp;amp;#947;-ray activity in the foils using the STAYNL unfolding code, based on the linear least-square-errors method, together with the IRDF-90.2 (International Reactor Dosimetry File) cross section library. The differences between the neutron flux spectra measured by means of neutron foil activation and the neutron flux spectra obtained in the same assembly, making use of an NE213 liquid-scintillation spectrometer were studied. The comparison of measured neutron spectra with the spectra calculated with the MCNP-4B (Monte Carlo neutron and photon transport) code, which allows a crucial test of the evaluated nuclear data used in fusion reactor design, is discussed, too. In conclusion, this thesis shows the applicability of the neutron foil activation technique for the measurement of neutron flux spectra inside a thick tungsten assembly irradiated with 14 MeV from a D-T generator. / Die Konstruktion von Fusionsreaktoren wie ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), der ein experimenteller Fusionsreaktor ist und auf dem &amp;quot;Tokamak&amp;quot;-Konzept beruht, basiert unter neutronenphysikalischen Gesichtspunkten auf den Ergebnissen von umfangreichen Simulationsrechnungen. Diese setzen die Kenntnis der Spektren des Neutronen- und Photonenflusses voraus die besonders wichtig ist, weil sie, die möglichen Antworten der ganzen Struktur auf physikalische Prozesse vorauszuberechnen erlaubt wie z.B.: Heizen durch nukleare Prozesse, Tritium-Brüten, Atomverschiebung, Abschirmung von Strahlung, Leistungserzeugung und Materialaktivierung. Die Flußspektren können mittels Transportcodes berechnet werden, aber es werden auch Messungen zu ihrer Bestätigung benötigt. Ein wichtiger Bestandteil des Strukturmaterials und der Divertor-Flächen der Fusionsreaktoren ist Wolfram. Diese Dissertation behandelt die Messungen der Neutronspektren und ?fluenz in einer Wolfram-Anordnung mittels der Multifolien-Neutronenaktivierungstechnik. Um die anzuwendenden experimentellen Geräte und die Codes, die im Wolfram-Benchmark-Experiment eingesetzt werden, zu überprüfen und zu bestimmen, wurden Testmessungen in den D-T und D-D Neutronenfeldern des Neutronengenerator der Technischen Universität Dresden durchgeführt. Die Eigenschaften der D-T und D-D Reaktionen, die für die Erzeugung von monoenergetischen Neutronen verwendet werden, sowie die Auswahl der Aktivierungsreaktionen, die für Fusionsanwendungen geeignet sind und die Aktivierungsmessung werden detailliert vorgestellt. Korrekturen, die sich auf den Neutronen-Bestrahlungsprozess und auf den Probenzählungsprozess beziehen, werden ebenfalls besprochen. Die Neutronenfluenz und ihre Energieverteilung in einem Wolfram-Benchmark, bestrahlt am Frascati Neutronen Generator mit 14 MeV-Neutronen aus der T(d, n)4He Reaktion, werden aus den Messungen der &amp;amp;#947;-Strahlenaktivität, die von Neutronen in den Folien induziert ist, durch den STAYNL Entfaltungscode, der auf der Methode der kleinsten Fehlerquadrate basiert, zusammen mit der IRDF-90.2 Wirkungsquerschnitt-Bibliothek abgeleitet. Die Unterschiede zwischen den Neutronenflußspektren, die mit Hilfe der Multifolien-Neutronenaktivierung ermittelt wurden, und den Neutronenflußspektren, gemessen im selben Aufbau mit einem NE-213 Flüssigszintillator, wurden untersucht. Die gemessenen Neutronenspektren werden den aus MCNP-4B Rechnungen (Monte Carlo neutron and photon transport) ermittelten Spektren gegenüber gestellt. Der Vergleich stellt einen wichtigen Test der evaluierten Kerndaten für Fusionsreaktorkonzepte dar. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit die Anwendbarkeit der Multifolien-Neutronenaktivierungstechnik bei Messungen der Neutronenflussspektren innerhalb eines massiven Wolframblocks bei Bestrahlung mit schnellen Neutronen aus D-T Generatoren.

Das Thema der Arbeit ist experimentelle Bestimmung der Ausbeute durch Photoaktivierung von Mo-92 mittels Bremsstrahlung des supraleitenden Elektronenlinearbeschleuniger ELBE im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf. Mo-92 ist der p-Kern mit der größten Isotopenhäufigkeit und wird in astrophysikalischen Netzwerkrechnungen deutlich unterproduziert. Untersucht wurde dabei insbesondere der (gamma,p)- und (gamma,n)-Kanal, wobei für letzteren wegen der Halbwertszeit des Endkerns (Isomer) von 65 s eine Rohrpost verwendet wurde. Die Aktivierung erfolgte an zwei verschiedenen Bestrahlungsplätzen. Am Kernphysikmessplatz konnte die Photonenfluenz absolut mittels Kernresonanzfluoreszenz an B-11 bestimmt werden. Im Elektronenstrahlfänger wurde die Photodesintegrationsreaktion Au-197(gamma,n) zur Normierung verwendet. Die Endpunktsenergie wurde über den Deuteronenaufbruch durch Messung der Protonenspektren mit Si-Detektoren bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit der integralen Ausbeute mit Hauser-Feshbach-Modellrechnungen verglichen. Parasitär konnte auch die Ausbeute der Aktivierung des in natürlichem Mo enthaltenen Isotops Mo-100 untersucht und mit früheren Photoneutronenexperimenten verglichen werden.

Die kosmische Nukleosynthese 35 protonenreicher stabiler Nuklide zwischen Selen und Blei kann nicht durch Neutroneneinfangprozesse erklärt werden. Es wird angenommen, dass diese Kerne in explosiven Szenarien, wie Supernova-Explosionen durch Protoneneinfang oder Photodesintegrationsprozesse, erzeugt werden, jedoch sind die solaren Häufigkeiten dieser sogenannten p-Kerne noch nicht verstanden. Der p-Kern mit der größten Isotopenhäufigkeit, 92Mo, wird in Nukleosynthese-Netzwerkrechnungen deutlich unterproduziert. Eine mögliche Ursache könnten unpräzise Reaktionswirkungsquerschnitte sein, da die meisten Wirkungsquerschnitte nur aus Modellrechnungen bekannt sind. Daher war es naheliegend, die Photodesintegrationswirkungsquerschnitte von 92Mo mit der Methode der Photoaktivierung an der Strahlungsquelle ELBE im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf zu überprüfen. Durch die hohe Intensität der Bremsstrahlung von bis zu 10^9 MeV^-1cm^-2s^-1 im Energiebereich bis zu 20 MeV konnten im Rahmen dieser Arbeit erstmals nicht nur die (γ,n)-, sondern auch die (γ,p)-Reaktionen an 92Mo bei astrophysikalisch relevanten Energien untersucht werden. Durch die Messungen an zwei Bestrahlungsplätzen konnten systematische Unsicherheiten reduziert werden. Insbesondere wurde eine präzise Bestimmung der Photonenfluenz vorgenommen: Am Kernphysikmessplatz erfolgte die Bestimmung mittels Kernresonanzfluoreszenz an 11B. Im Elektronenstrahlfänger wurde die Photodesintegrationsreaktion 197Au(γ,n) zur Normierung der Photonenfluenz verwendet, nachdem sie zuvor am Kernphysikmessplatz überprüft wurde. Die Reaktion 92Mo(γ,n)91mMo, mit einer Halbwertszeit des Endkerns von 65 s, war dank einer Rohrpost zugänglich, mit der die Proben in weniger als 10 s von der Bestrahlungsstation zum Zerfallsmessplatz transportiert werden können. Die Messungen dieser Arbeit bestätigen im wesentlichen die Hauser-Feshbach-Modellrechnungen bezüglich der Photodesintegrationsreaktionen (γ,n) und (γ,p). Die Unterproduktion der Mo- und Ru-Isotope ist daher nicht erklärbar durch ungenaue Wirkungsquerschnitte. Zur Nukleosynthese dieser Kerne müssen andere astrophysikalische Prozesse, z.B. neutrinoinduzierte Reaktionen beitragen. Die gemessenen Photoaktivierungsausbeuten haben eine hohe Empfindlichkeit auf die Photonenstärkefunktion. ÄAnderungen der Dipolriesenresonanzparameter wirken sich stärker auf berechnete Ausbeuten aus, als ÄAnderungen der Kernniveaudichte oder der Parameter des optischen Modells. Durch gleichzeitige Messung der Photodesintegration am Kern 100Mo konnten Unsicherheiten in der Normierung von Photoneutronenexperimentdaten aus der Positronenannihilation im Flug geklärt werden.