Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3737
Guttek, Bernd
Technische Auslegung eines Flüssigmetall-Spallationstargets am Beispiel der Europäischen Spallations-Neutronenquelle ESS
158 S., 2000

Das Feld der Spallationsquellen umfaßt Anlagen zur Grundlagenforschung sowie zur gezielten Transmutation von Isotopen zum Abbau langlebiger radioaktiver Kerne oder zur Spaltstoff-erzeugung. Wesentlichstes gemeinsames Merkmal ist der unterkritische Betrieb unter Verwendung eines Protonenbeschleunigers als externe Teilchenquelle, um aus einem Target Neutronen zur Umsetzung an Experimenten oder zur Isotopenwandlung freizusetzen.

Zur wissenschaftlichen Nutzung der Neutronenstreuung sind Spallationsquellen seit einigen Jahrzehnten in Betrieb. Durch ihre Intensität im Neutronenfluß, vor allem bei Bündelung der Protonen in Pulsen, stellen sie eine interessante Alternative zum Forschungsreaktor dar und bilden mit steigender Protonenstrahlleistung technologische Entwicklungsstufen auch in Richtung einer ersten Transmutationsanlage.

Mit der Spezifikation der European Spallation Source ESS wird zum Erreichen hoher neutronischer Spitzenflüsse eine zeitlich scharfe Pulsung der Protonenanregung unter maximal erträglicher Fokussierung des Strahls auf dem Target angestrebt. Die dabei auftretenden Belastungen der Targetstrukturen, das erreichbare neutronische Ergebnis und die Suche nach einem Konzept für den Aufbau der Targetstationen sind wesentliche Faktoren, die auf die Auswahl des Targetkonzepts einwirken.

Den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Darlegung der bisherigen und geplanten Schritte zur technischen Auslegung der ESS Targeteinheit unter Einbezug experimenteller Anstrengungen. Im Vorfeld wird ein Mechanismus zur Auswahl eines Targetkonzepts vorgeschlagen anhand dessen die Entscheidung für ein Flüssigmetall-Quecksilbertarget für die ESS nachvollzogen wird.


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Letzte Änderung: 07.06.2022