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Heiße Quelle

Kurzwellige Neutronen im Energiebereich 0,1eV bis 1eV sind Sonden, die zur Untersuchung zahlreicher Fragestellungen zur kondensierten Materie eingesetzt werden. Dieser Spektralbereich ist in der thermischen Neutronenverteilung nur zu einem geringen Anteil vertreten. Ausreichend hohe Strahlintensitäten werden erreicht, wenn in einer Sekundäranlage, der Heißen Quelle HQ, das thermische Neutronenspektrum von ca. 300K auf nahezu 2700K hochmoderiert, also zu höheren Energien angehoben wird.

Die Aufgabe eines heißen Moderators übernimmt ein Graphitblock, der thermisch isoliert aufgebaut und in der Nähe der maximalen thermischen Flußdichteverteilung im Moderatortank positioniert ist. Die Aufheizung des Graphitzylinders erfolgt durch Gamma- und in geringem Maße durch Neutronenstrahlung vom Reaktor. Das thermische Gleichgewicht ist bestimmt durch diese einfallende Strahlungsaufheizung und die Wärmeabgabe an den umgebenden Moderator D2O. Die Isolation ist gegeben durch einen doppelwandigen Zirkaloybehalter mit zwischenliegendem Isolierfilz und ist so dimensioniert, daß sich eine Gleichgewichtstemperatur von ca. 2600°C bei einer nominalen Reaktorleistung von 20MW einstellt. Auf der Außenseite hat die Heiße Quelle eine Temperatur von < 100°C. Der Zirkaloybehälter wird nach höchsten Qualitätsanforderungen gebaut und garantiert einen sicheren Einschluß des heißen Graphits.

Das Strahlrohr SR9 ist auf die Heiße Quelle ausgerichtet. Dessen Strahlrohreinschub besitzt zwei getrennt verschließbare Kanßle, an denen zwei Streuinstrumente betrieben werden können.

Charakteristische Daten der Heißen Quelle
Abmessungen des Graphitzylinders:
Durchmesser:
Höhe:

  • 200mm
  • 300mm
 
Abstand von Achse Heißer Quelle zur Kernachse:  
  • ca. 420mm
 
Masse des Graphitblocks:  
  • ca. 14kg
 
Hohlraumfüllung:  
  • Vakuum/Helium
 
Gleichgewichtstemperatur im Zentrum der HQ:  
  • 2400°C
 
Temperatur des äußeren Zirkaloymantels:  
  • < 100°C
 
Neutronenenergie:  
  • 0,1..1eV
 
hotsource
Prinzipaufbau der Heißen Quelle
hotsource1
Blick auf den doppelwandigen Zirkaloybehälter der Heißen Quelle
hotsource2
Montage und Positionierung der Heißen Quelle im Moderatortank