Editing Neutrinoexperimente
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Latest revision | Your text | ||
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== Rückstoßexperimente== | == Rückstoßexperimente== | ||
Am besten {{FB|Elektroneneinfang}} wegen {{FB|2-Körperproblem}}, gut geeignet z.B. | Am besten {{FB|Elektroneneinfang}} wegen {{FB|2-Körperproblem}}, gut geeignet z.B. | ||
:<math>e^- + {}^{37}\text{Ar}\ | :<math>e^- + {}^{37}\text{Ar}\underbrace{\to}_{35d} {}^{37}Cl + \nu</math> (freies Edelgasatom in einer Gaszelle) mit 35d <math>E_\nu = 810keV</math> | ||
Rückstoßenergie durch Flugzeitmessung: Rückstoßgeschwindigkeit v: | Rückstoßenergie durch Flugzeitmessung: Rückstoßgeschwindigkeit v: | ||
<math>Mv = P_\nu = E_\nu/c, v/c = E_\nu/Mc^2= 8,1\times10^5 eV/37\times10^9 eV \approx 2\times10^{-5}\to v = 6\times10^5 cm/s</math> | <math>Mv = P_\nu = E_\nu/c, v/c = E_\nu/Mc^2= 8,1\times10^5 eV/37\times10^9 eV \approx 2\times10^{-5}\to v = 6\times10^5 cm/s</math> | ||
Exp. von Rodebach und Allen <ref>[Phys. Rev. ]j, 446 (1952)]</ref> durch Koinzidenz | |||
Exp. von | |||
von dem schnellen {{FB|Augerelektronen}}signal (Startsignal) und | von dem schnellen {{FB|Augerelektronen}}signal (Startsignal) und | ||
dem (verzögerten) Ionensignal (<math>^{37}Cl^+</math>), das bei einer Wegstrecke von | dem (verzögerten) Ionensignal (<math>^{37}Cl^+</math>), das bei einer Wegstrecke von | ||
Line 18: | Line 17: | ||
== Inverser ß-Zerfall == | == Inverser ß-Zerfall == | ||
aus | aus p :;, n + e+ + 1/ | ||
p | ~ 1/ + p~n + e+ inverser ß-Zerfall, | ||
Wirkungsquerschnitt für EV' ~ MeV u "" 10-48 m2 | |||
(u ~ EI2/ z.B. E ~ GeV -+ u t;:::!.. 10-42 m2) 1/ | |||
Bedeutung von u: | |||
10 Gl ) I = I e-UNI | |||
0 N Kerne/cm-3 | |||
( | 1 | ||
Festkörper z.B. Wasser N(H20) "" 3010 22 Mo 1 e ku" l e / cm 3 | |||
uNI = Wahrscheinlichkeit für eine Reaktion | |||
Eo "" E~ | |||
Festkörper z.B. Wasser | 1/ | ||
z.B. N "" 1023 Kerne/cm3, Targetlänge 1 = gesamte Erde = 1,2 010 | |||
9 | |||
cm | |||
~ u NI "" 10-44 cm201023 cm- 30 1,2 0109 cm | |||
z.B. | "" 10-12 | ||
[[Datei:14.1.bedeutung.wirkungsquerschnitt.png|miniatur|hochkant=3]] | |||
Bedeutung von u: | |||
10 Gl ) I = I e-UNI | |||
0 N Kerne/cm-3 | |||
1 | |||
Festkörper z.B. Wasser N(H20) "" 3010 22 Mo 1 e ku" l e / cm 3 | |||
uNI = Wahrscheinlichkeit für eine Reaktion | |||
Eo "" E~ | |||
1/ | |||
z.B. N "" 1023 Kerne/cm3, Targetlänge 1 = gesamte Erde = 1,2 010 | |||
9 | |||
cm | |||
~ u NI "" 10-44 cm201023 cm- 30 1,2 0109 cm | |||
"" 10-12 | |||
==Starke Neutrinoguellen== | ==Starke Neutrinoguellen== | ||
=== Reaktor <math>\triangleq </math> Antineutrino-Quelle=== | === Reaktor <math>\triangleq </math> Antineutrino-Quelle=== | ||
Spaltprodukte wegen | Spaltprodukte wegen Neutronenüberschuß ß--Strahler, die Antineutrinos | ||
emittieren. | |||
Pro Spaltung ca. | Pro Spaltung ca.6'v", daraus 'v"- Produktion aus Reaktorleistung berechenbar: | ||
Pro Spaltung | |||
Pro Spaltung wird ca. 200 MeV= 3,2 10 | Leistung L = | ||
wird ca. 200 MeV",= 3,2.10-17 MWs frei, d. h. bei | |||
1 MW -+ N('v") = 6v.1MW "" 2·10 17 'v" /s | |||
3,2.10-17MWS | |||
=== Sonne <math>\triangleq </math> Neutrinoquelle === | === Sonne <math>\triangleq </math> Neutrinoquelle === | ||
Da bei der | Da bei der Fusion aus H -+ He entsteht, müssen dabei ebenso Neutrinos | ||
Fusion: | entstehen. | ||
Fusionsenergie entsteht ca. 1 | Fusion: 2e- + 4p CN-ZyklUS;>He4 + 2v + ca. 20 MeV, d.h. pro 10 MeV | ||
Fusionsenergie entsteht ca. 1 v. | |||
Damit Neutrinofluß auf der Erde aus Solarkonstante umgerechnet: | Damit Neutrinofluß auf der Erde aus Solarkonstante umgerechnet: | ||
S = 1,4 kW/ | S = 1,4 kW/mZ 1v "" 10 MeV = 1,6 .10-1Z Ws | ||
N(V) = 1,4ol0 | |||
3 | |||
Wm- | |||
Z = 8.1014v/mZs | |||
1,6.10-1Zws/v | |||
Erstes Experiment von Reines und Cowan [Phys. Rev. 92, 830 (53)] | |||
mit Reaktorantineutrinos. (Los Alamos) | |||
Das Meßprinzip beruht darauf, daß bei einer möglichen Reaktion v+p | |||
-+ n + e+ die beiden Vernichtungsquanten aus der Positronzerstrahlung | |||
e+ + e- -+ 2 ~ (E~ = 0,5 MeV) und nach einer bestimmten Abbrems | |||
zeit durch Neutroneneinfang von 113Cd mehrere ~ aus dem Kaskadenzerfall | |||
des hochangeregten 114Cd (E ~ 9 MeV) in Mehrfachkoinzidenz | |||
gemessen werden. | |||
[[Datei:14.2.messung.reaktorneutrinos.png|miniatur|zentriert|hochkant=3]] | |||
[[Datei:14.3.reaktorneutrinos.prinzip.png|miniatur|zentriert|hochkant=3]] | |||
[[Datei:14.3.reaktorneutrinos.prinzip.png|miniatur|zentriert|hochkant=3 | |||
Grobe Abschätzung der Zählrate: | Grobe Abschätzung der Zählrate: | ||
a (Reaktor-v) "" 10-47mZ, Reaktor L "" 10 MW ~ 2.1018v/s | |||
Fluß in ca. 1 m Abstand e "" 1017v/m2.s, | |||
Fluß in ca. 1 m Abstand | Targetfläche F = 7,6 cm • 150 cm"" 0,1 mZ, d. h. ca. 1016v/s durch | ||
Targetfläche F = 7,6 cm • 150 cm | |||
Target von ca. 2 m Länge. | Target von ca. 2 m Länge. | ||
Reaktionswahrscheinlichkeit aNl "" 10-47m2.10Z9m-3.2m | |||
"" 10-18 | |||
Reaktionswahrscheinlichkeit | Zählrate/s "" 1016s-1.10-18 ~ 10-Zs-1 | ||
Zählrate/s | |||
Großer Untergrund durch Reaktor und kosmische Strahlung. Erste Ergebnisse | Großer Untergrund durch Reaktor und kosmische Strahlung. Erste Ergebnisse | ||
in Zählrate/min: | in Zählrate/min: 2,55 ± 0,15 Reaktor an | ||
2,14 ± 0,13 Reaktor aus | |||
0,41 ± 0,20/min | |||
v ~ 'v"- Experiment Davis et al., Phys. Rev. 97, 766 (1955) | |||
Prinzip e- + 37Ar ---) 37Cl + v | |||
f~ | |||
37Cl + 'v" | |||
Prinzip | ~'Reaktor | ||
e | 4000 1 CC14 wurden 30-70 Tage mit Reaktor-v bestrahlt und etwa gebildetes | ||
37Ar durch Aktivitätsmessung gezählt -+ Negatives Ergebnis. | |||
4000 1 | |||