Erster Zweischichtbetrieb mit der ultrakalten Neutronenquelle am Forschungsreaktor TRIGA in Mainz
Im Zusammenhang mit der User Facility am Forschungsreaktor TRIGA Mainz - eine der Schlüsseleinrichtungen des PRISMA Exzellenzclusters - wurden erstmals im Zweischichtbetrieb Experimente mit ultrakalten Neutronen (UCN) in einer dreiwöchigen Strahlzeit durchgeführt. Hierbei ging es um die Erzeugung, den Transport und die anschließende Speicherung von ultrakalten Neutronen.
Die ultrakalten Neutronen wurden am radialen Strahlrohr D des TRIGA Mainz durch die Wechselwirkung von thermischen Neutronen mit einem Deuterium-Kristall generiert, welcher bei einer Temperatur von ~5 K (~ -268°C) durch Kühlung mit flüssigem Helium betrieben wurde. Flüssiges Helium wurde durch den neulich installierten Helium-Verflüssiger erzeugt, wodurch längerfristige Experimente mit ultrakalten Neutronen möglich sind. Im Pulsmodus des TRIGA Mainz mit einer maximalen Spitzenenergie von den 10 Megajoule ist der Deuterium-Konverter über die gesamten drei Wochen stabil geblieben. Eine Verschlechterung des Kryokristalls, welche einen direkten Einfluss auf die Ausbeute von ultrakalten Neutronen hätte, konnte nicht beobachtet werden.
Es wurden Tests mit verschiedenen Neutronenleitern und Speichervolumina zur Optimierung des Transports und der Speichereffizienz außerhalb der biologischen Abschirmung im Experimentierbereich ausgeführt. Darüber hinaus wurden die ultrakalten Neutronen nach dem Reaktorpuls erfolgreich vom horizontalen Ausgang der Quelle zwecks Gravitationsabbremsung aufwärts geleitet und in die Magnetfalle eines supraleitenden Magnetspektrometers (t-SPECT Apparatur) injiziert, welches speziell für die präzise Messung der Neutronenlebensdauer konstruiert ist.