WO2012013372A1 - Pulsed spallation neutron source - Google Patents

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WO2012013372A1
WO2012013372A1 PCT/EP2011/056959 EP2011056959W WO2012013372A1 WO 2012013372 A1 WO2012013372 A1 WO 2012013372A1 EP 2011056959 W EP2011056959 W EP 2011056959W WO 2012013372 A1 WO2012013372 A1 WO 2012013372A1
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moderator
neutron
pulse
particle beam
neutron flux
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PCT/EP2011/056959
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German (de)
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Inventor
Oliver Heid
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H3/00Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
    • H05H3/06Generating neutron beams

Definitions

  • the invention relates to a neutron source for use in a subcritical nuclear reactor.
  • a subcritical nuclear reactor In a subcritical nuclear reactor, the nuclear reactions take place without the reactor going into the critical state. Instead of maintaining a self-contained chain reaction, an external neutron source is used to provide the neutrons needed for the nuclear reactions.
  • This purpose is fulfilled, for example, by a particle accelerator whose particle beam is directed towards a spallation target, from which neutrons are subsequently ejected, which finally reach the subcritical nuclear reactor in order to effect the nuclear reactions there.
  • ADS Accelelerator Driven System
  • Subcritical reactors have a number of advantages. For example. they can be used to destroy heavy isotopes contained in the spent fuel of conventional nuclear reactors, while at the same time generating energy. Theoretically, the transuranium contained in nuclear waste can be split, which in turn energy can be obtained, while the resulting cleavage products are less durable than the transuranic. Further development of the subcritical reactors and their driving accelerator driven neutron sources is therefore of great interest.
  • normal-conducting accelerators For the appropriate accelerator structures, a distinction must be made between normal-conducting and superconducting accelerators:
  • the normal-conducting accelerators must be operated pulsed in practice, since the required sizes lead to electric fields in the accelerator cells (resonators or cavities) which cause an excessive power loss in the surrounding field-enclosing conductor structures, for example in the resonator walls ,
  • a pulsed accelerator operation and, as a consequence, a pulsed neutron flux from the spallation target has the result that the reactor core fluctuates greatly in energy production and is thus heavily loaded thermally and mechanically.
  • the solution according to the invention is based on a normal-conducting accelerator operated in pulsed fashion with the aid of a correspondingly established control device, whose pulsed particle beam is directed onto a spallation target from which neutrons are knocked out in a known manner.
  • an extremely high pulse repetition rate is selected, for example. in the order of> 3kHz.
  • a neutron moderator with a known neutron residence time is arranged, with which it is to be achieved that the neutron flux from the target reaching the subcritical reactor core is time-smoothed, that is, from the moderator into the target Reactor core neutron flux does not vary significantly. For example. would be an order of magnitude of up to about 20% acceptable. In principle, however, this of course depends on the respective intended application.
  • a pulse repetition rate or, accordingly, a time interval between two successive pulses of the pulse sequence is selected, which corresponds approximately to the neutron dwell time. That at a repetition rate of, for example, 3 kHz, the dwell time in the moderator should be approximately 1 / (3 kHz) «0.33 ms or more.
  • the neutron flux from the moderator despite the pulsed particle beam and despite the pulsed neutron flux leaving the target, does not vary significantly over time and, accordingly, the reactor core driven by the neutron flux does not perform excessive power fluctuations.
  • the running ege of the individual neutrons by the moderator more or less differ so that it is no longer possible to speak of a single neutron residence time but of a distribution of the neutron residence times between a minimum value and a maximum value.
  • the device according to the invention for generating a neutron flux N mo d has:
  • a particle accelerator having a control device, the control device being adjustable such that with the particle accelerator a pulsed particle beam S comprising a pulse train having a multiplicity of pulses with a pulse repetition rate f pu s s can be generated,
  • a spallation target which can be positioned in the particle beam S and from which a first neutron flux N tar comprising a multiplicity of neutrons can be knocked out by the particle beam S,
  • the pulse repetition rate f pu is and the distribution X n (T v ) of the neutron residence times T v of the moderator are now matched to one another such that the neutron flux N raod leaving the moderator is temporally smoothed.
  • control device can be set such that the pulse repetition rate f pu i s corresponds to the neutron residence time T v .
  • AT pulse 1 / f pulse ⁇ T Vitnax , where T v , m a X the maximum
  • the control device may also be adjustable such that for the time interval between two successive pulses of the particle beam S, the following applies:
  • a pulse repetition rate f pu is selected of at least 3 kHz.
  • the moderator is arranged in such a way that the neutron flux N mod leaving the moderator passes into a reactor core of a nuclear reactor, which operates in a subcritical manner in particular.
  • the nuclear reactor or its core Due to the smoothing of the neutron flux, the nuclear reactor or its core is neither thermally / mechanically heavily loaded despite the use of a pulsed particle beam nor fluctuates the energy production beyond a tolerable level.
  • the particle beam is advantageously a proton beam.
  • a particle accelerator generates a pulsed particle beam S comprises a pulse train having a plurality of pulses with a pulse repetition rate f u is ⁇
  • the pulsed particle beam is directed to a spallation target, wherein a plurality of neutron extensive first neutron flux is knocked tar from the target by the particle beam.
  • At least part of the first neutron flux N ta r enters a neutron moderator and traverses it so that the neutron flux N m or the moderator leaves to be generated.
  • the moderator has a known distribution X n (T v ) of neutron residence times T v .
  • the neutron flux N mo d leaving the moderator is now temporally smoothed by matching the pulse repetition rate f pu s and the distribution X n (T v ) of the neutron residence times T v of the moderator.
  • the adaptation is carried out in such a way that for the temporal
  • T puls 1 / f pulse > T Vrrain , where T v , min is the minimum residence time of the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ).
  • the adaptation is carried out such that for the time interval between two successive pulses of the particle beam (S):
  • T v, o the most likely ⁇ dwell time of the distribution is (X n (T v)) of the Neutronenverweil instruments (T v).
  • the object is achieved by the use of a particle accelerator which is operated at extremely high pulse repetition rate, in combination with a suitable neutron moderator, which leaves the target. smooths the neutron flux over time.
  • the neutron moderator or the neutron residence time in the moderator and the pulse repetition rate are adapted to each other.
  • an RF transmission arrangement is required, the correspondingly low filling times of the HF-resonators of the accelerator allows route (maxi ⁇ male RF power at varying load).
  • a solution to this problem is not the subject of the present invention, but can be found in DE 10 2009 053 624.
  • FIG. 1 shows the inventive device for generating a temporally smoothed neutron flux for a subcritical nuclear reactor
  • Figure 2 shows the temporal behavior of the pulsed particle beam and the various neutron fluxes
  • FIG. 3 shows an exemplary distribution of neutron dwell times.
  • FIG. 1 shows a device for generating a time-smoothed neutron flux N. Shown are the core 110 of a subcritical nuclear reactor 100 and a Spallation target 120 and a neutron moderator 130.
  • the target 120 is irradiated with a proton beam S from a particle accelerator 200, wherein the particle accelerator 200 comprises an ion source 220, an accelerator path 230 with at least two RF resonators 231, 232, and a control device 210 for controlling the RF Resonators 231, 232 has.
  • the RF resonators 231, 232 of the accelerator section 230 are arranged one behind the other in the beam direction and cause the acceleration of the particles removable from the ion source 220, for example hydrogen nuclei or protons.
  • RF fields are generated in the RF resonators 213, 232, which are used to accelerate the
  • the control device 210 generates the RF fields should include this per se known mode of action, ie, the control device 210 includes both the required for generating the RF fields in the resonators components including borrowed eg. The klystron and possibly used waveguide etc., as well as an electronic assembly, which performs the various necessary calculations and the actual control of the components.
  • the RF resonators 231, 232 as described in DE 10 2009 053 624 can be controlled separately, ie the RF field of the first RF resonator 231 can be generated independently of the RF field of the second resonator 232.
  • the accelerator 200 is operated more flexibly and flexibly to the respective desired acceleration to be achieved. can be adjusted.
  • the adaptation is more flexible than with an accelerator, in which the RF cavities in the RF region are coupled together, so that the control of one RF cavity simultaneously influences the RF fields in the adjacent RF cavity.
  • the invention set forth here can also be implemented with an accelerator in which the individual RF resonators 231, 232 are not driven separately.
  • the control device 210 is such inserted ⁇ oriented such that the particle 200 is operated in pulsed mode, ie that of the particle accelerator 200 removable particle beam S consisting of follow one another constricting as a pulse train bunches or pulses, so-called bunches.
  • a pulse train P (t) of the particle beam or the particle flux density of the particle beam is shown purely by way of example and in arbitrary units as a function of time t.
  • the particle beam S in the spallation target 120 of the nuclear reactor 100 causes neutrons to be ejected from the target 120.
  • the neutron flux N tar leaving the target 120 is also pulsed (FIG. 2B), ie the neutron flux N tar has a similar temporal behavior to that of the pulsed particle beam S.
  • This pulsed neutron flux N tar now first enters into a neutron moderator 130 in which the neutrons are decelerated.
  • the neutron flux ⁇ c d (FIG. 2C) leaving the moderator 130 reaches the core 110 of the nuclear reactor 100, where finally the desired nuclear reactions take place.
  • N CTO d indicates the number of neutrons leaving the moderator 130 per unit of time.
  • the temporal behavior of N raod is dependent on the distribution of the residence times T v in the moderator 130.
  • the residence time describes the period of time which require the neutrons to pass through moderator 130.
  • the residence time is thus dependent on the initial speed of the neutrons leaving the target 120 or entering the moderator 130, the braking capacity of the moderator 130 and the length of the path the neutrons travel through the moderator 130, ie its geometry and dimensions.
  • FIG. 3 shows by way of example and in a greatly simplified manner the distribution of the residence times T v of the neutrons knocked out of the target 120 by a pulse of the particle beam S in the moderator 130.
  • the number of neutrons X n is plotted over the residence time T v .
  • the curve is therefore to be interpreted such that, for example, a certain number X n , x remains in the moderator for a period T v , i before it enters the reactor core. Accordingly, there remains a number X n , 2 for a period T v , 2 in the moderator, etc.
  • the shape of the curve essentially depends on the geometry and material of the moderator 130, the geometry and material of the target 120, as well as on the time length and shape of the pulses of the particle beam S.
  • T v , m in or Tv, max denote the minimum and the maximum residence time of the neutrons in the moderator.
  • T v , o generally designates the residence time which the predominant number of neutrons spends in the moderator or the residence time for which the curve Xn has a maximum. T v , o can therefore be called the most probable residence time.
  • the neutron flux N mo d (t) caused by a single pulse has qualitatively substantially similar temporal behavior as the curve shown in FIG.
  • the neutron flux exiting the moderator is maximal, while the neutron flux at time t v , ra ax has subsided again.
  • the profile curve according to FIG. 3 or the distribution of the residence times T v can be influenced.
  • a certain host 130 is characterized by a particular v T v neu- ronenverweilzeit or by a certain distribution of residence times T.
  • View beam direction seen behind the target 120 may be arranged so that only meet the target in the beam direction straight leaving neutrons on the moderator, so that these neutrons essentially the same time period T v , o need to traverse the moderator.
  • FIG. 2C shows, based on the behavior according to FIG. 3, the neutron flux rao d resulting from a multiplicity of pulses. It is indicated by the dashed curves for each pulse of separately triggered by this pulse neutron flux.
  • the entire neutron flux N m od results here by a simple summation of the individual neutron fluxes.
  • the difference between the minimum and the maximum value of the neutron flux m0 dA ie the fluctuation AN m0 d of the neutron flux now depends on several factors.
  • the interaction between the time interval AT pu s of the pulses of the particle beam on one side and the distribution of the residence times T v for the neutrons of a pulse according to FIG. 3 on the other side ultimately determines the temporal behavior of the neutron flux N m0 d-
  • the minimum value N mod , m "of the neutron flux N raod becomes comparatively small, ie N mod , m in ⁇ 0, since the neutron flux triggered by a first pulse has already decayed when the neutron flux triggered by the following pulse occurs. So there is no accumulation of neutron fluxes and no settling. Accordingly, the fluctuation ⁇ N mod of the neutron flux N mod leaving the moderator 130 is very large, which should be avoided as explained in the introduction. Conversely, the behavior shown in the Figure 2C can be achieved if we have v, max A p u s. In the typical example there, the ratio Ty, ma ⁇ AT pU i s is approximately 3: 1.
  • the moderator and the pulse repetition rate are now matched to one another.
  • the pulse repetition rate f pu i s accordingly.
  • the selection and interpretation of the presenter 130 may also be at a desired pulse repetition rate of the particle beam S, ie the type or the material as well as the dimensions and geometry of the moderator 130 are selected so that the distribution X n of the residence times T v of the neutrons of the neutron flux N tar from the target 120 in the moderator 130 to the Pulse repetition rate is adjusted.
  • Diagram 2C was used, for example.
  • ⁇ T pu i s must correspond more or less exactly T v , o.
  • the control device 220 is now set up so that it has an extremely high pulse repetition rate of eg.
  • the high pulse repetition frequency of> 3kHz naturally requires the shortest possible filling times of the HF energy in the HF
  • Cavities of the accelerator ie a maximum transmission power. This is a worthwhile goal, especially with high-performance accelerators.
  • the power absorbed by the particle beam in the cavity should, as is known, also dominate the power loss in the accelerator in the interest of high efficiency.
  • the RF concept of the accelerator must be designed so that as much RF power as possible is available during the filling phase, ie with variable HF load.
  • a device suitable for this purpose, including the suitable HF cavity, is described, for example, in DE 10 2009 053 624.

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Abstract

The invention relates to an apparatus for generating a temporally smoothed neutron flux in particular for a nuclear reactor operated in a subcritical mode. The apparatus comprises a particle accelerator, which generates a pulsed particle beam with a very high pulse repetition rate of for example 3 kHz. The particle beam impacts a spallation target, where it causes a neutron flux which is likewise pulsed to be ejected, which for its part enters a neutron moderator. The neutron moderator has a known distribution of residence times. Temporal smoothing of the neutron flux leaving the moderator is achieved by the residence time and the pulse repetition rate being matched to each other either by selecting a moderator that has a suitable distribution of residence times or by setting an appropriate pulse repetition rate fpulse­ for a specific, solid moderator. By way of example, 1/fpulse=Tv,o can apply, where Tv,o denotes the most likely residence time of the distribution.

Description

Beschreibung description
Gepulste Spallations-Neutronenquelle Pulsed spallation neutron source
Die Erfindung betrifft eine Neutronenquelle zum Einsatz bei einem unterkritischen Kernreaktor. The invention relates to a neutron source for use in a subcritical nuclear reactor.
In einem unterkritischen Kernreaktor laufen die Kernreaktionen ab, ohne dass der Reaktor in den kritischen Zustand übergeht. Anstatt eine selbstständige Kettenreaktion aufrecht zu erhalten, wird eine externe Neutronenquelle verwendet, um die für die Kernreaktionen benötigten Neutronen zur Verfügung zu stellen. Diesen Zweck erfüllt bspw. ein Teilchenbeschleuniger, dessen Teilchenstrahl auf ein Spallationstarget gerichtet wird, aus dem in der Folge Neutronen herausgeschlagen werden, die schließlich in den unterkritischen Kernreaktor gelangen, um dort die Kernreaktionen zu bewirken. Diese Technologie ist an sich bekannt. Derartige unterkritische Kernreaktoren, die sich einen Teilchenbeschleuniger zunutze machen, werden als ADS-Reaktoren ( "Accelerator Driven System") oder kurz ADSR bezeichnet. In a subcritical nuclear reactor, the nuclear reactions take place without the reactor going into the critical state. Instead of maintaining a self-contained chain reaction, an external neutron source is used to provide the neutrons needed for the nuclear reactions. This purpose is fulfilled, for example, by a particle accelerator whose particle beam is directed towards a spallation target, from which neutrons are subsequently ejected, which finally reach the subcritical nuclear reactor in order to effect the nuclear reactions there. This technology is known per se. Such subcritical nuclear reactors that utilize a particle accelerator are referred to as ADS (Accelerator Driven System) reactors, or ADSRs for short.
Unterkritische Reaktoren weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Bspw. können sie verwendet werden, um schwere Isotope zu zerstören, die in den verbrauchten Brennstoffen konventioneller Kernreaktoren enthalten sind, wobei gleichzeitig Energie erzeugt werden kann. Theoretisch können auch die in Nuklearabfällen enthaltenen Transurane gespalten werden, wobei wiederum Energie gewonnen werden kann, während die resultierenden Spaltungsprodukte weniger langlebig sind als die Transurane. Eine Weiterentwicklung der unterkritischen Reaktoren und der diese antreibenden beschleunigergetriebenen Neutronenquellen ist daher von großem Interesse. Subcritical reactors have a number of advantages. For example. they can be used to destroy heavy isotopes contained in the spent fuel of conventional nuclear reactors, while at the same time generating energy. Theoretically, the transuranium contained in nuclear waste can be split, which in turn energy can be obtained, while the resulting cleavage products are less durable than the transuranic. Further development of the subcritical reactors and their driving accelerator driven neutron sources is therefore of great interest.
Bei den hierzu geeigneten Beschleunigerstrukturen muss unterschieden werden zwischen normalleitenden und supraleitenden Beschleuniger : - Die normalleitenden Beschleuniger müssen in der Praxis gepulst betrieben werden, da die geforderten Baugrößen zu elektrischen Feldern in den Beschleunigerzellen (Resonatoren bzw. Kavitaten) führen, die in den umgebenden, feldum- schließenden Leiterstrukturen, bspw. in den Resonatorwänden, eine exzessive Verlustleistung verursachen. Ein gepulster Beschleunigerbetrieb und in der Folge ein gepulster Neutronenfluss aus dem Spallationstarget hat jedoch zur Folge, dass der Reaktorkern in der Energieproduktion stark schwankt und damit thermisch und mechanisch stark belastet wird . For the appropriate accelerator structures, a distinction must be made between normal-conducting and superconducting accelerators: The normal-conducting accelerators must be operated pulsed in practice, since the required sizes lead to electric fields in the accelerator cells (resonators or cavities) which cause an excessive power loss in the surrounding field-enclosing conductor structures, for example in the resonator walls , However, a pulsed accelerator operation and, as a consequence, a pulsed neutron flux from the spallation target has the result that the reactor core fluctuates greatly in energy production and is thus heavily loaded thermally and mechanically.
- Dieses Problem könnte unter Verwendung eines supraleitenden Beschleunigers gelöst werden. Dieser könnte zwar kontinu- ierlich betrieben werden und damit das genannte Problem des normalleitenden Beschleunigers vermeiden, jedoch wäre eine kompakte Baugröße nicht realisierbar. Bspw. für die Europäische Spallations-Neutronenquelle ESS ergäbe sich eine Länge von 630m. Aufgrund dieses Nachteils ist die Verwendung eines supraleitenden Beschleunigers für eine weitestgehend kommerzielle Anwendung nahezu ausgeschlossen. This problem could be solved using a superconducting accelerator. Although this could be operated continuously and thus avoid the mentioned problem of the normal-conducting accelerator, a compact size would not be feasible. For example. for the European spallation neutron source ESS would result in a length of 630m. Due to this disadvantage, the use of a superconducting accelerator for commercial use is almost impossible.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte Vorrichtung zur Erzeugung eines zeitlich geglätteten Neutronenflusses anzugeben, deren Verwendung bspw. mit einem unterkritischen Kernreaktor die genannten Nachteile nicht aufweist . It is therefore an object of the present invention to provide a compact device for generating a time-smoothed neutron flux whose use, for example. With a subcritical nuclear reactor does not have the disadvantages mentioned.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by the inventions specified in the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von einem mit Hilfe einer entsprechend eingerichteten Steuervorrichtung gepulst betrie- benen, normalleitenden Beschleuniger aus, dessen gepulster Teilchenstrahl auf ein Spallationstarget gelenkt wird, aus dem in bekannter Weise Neutronen herausgeschlagen werden. Dabei wird eine extrem hohe Pulsrepetitionsrate gewählt, bspw. in einer Größenordnung von > 3kHz. Dem Spallationstarget nachgeschaltet, d.h. zwischen Taget und Reaktorkern, ist ein Neutronenmoderator mit einer bekannten Neutronenverweilzeit angeordnet, mit dem erreicht werden soll, dass der in den un- terkritischen Reaktorkern gelangende Neutronenfluss aus dem Target zeitlich geglättet ist, dass also der aus dem Moderator in den Reaktorkern gelangende Neutronenfluss nicht wesentlich schwankt. Bspw. wäre eine Größenordnung von bis zu etwa 20% akzeptabel. Grundsätzlich ist dies jedoch natürlich von der jeweiligen geplanten Anwendung abhängig. The solution according to the invention is based on a normal-conducting accelerator operated in pulsed fashion with the aid of a correspondingly established control device, whose pulsed particle beam is directed onto a spallation target from which neutrons are knocked out in a known manner. In this case, an extremely high pulse repetition rate is selected, for example. in the order of> 3kHz. Downstream of the spallation target, ie between taget and reactor core, a neutron moderator with a known neutron residence time is arranged, with which it is to be achieved that the neutron flux from the target reaching the subcritical reactor core is time-smoothed, that is, from the moderator into the target Reactor core neutron flux does not vary significantly. For example. would be an order of magnitude of up to about 20% acceptable. In principle, however, this of course depends on the respective intended application.
Dies wird dadurch erreicht, dass entweder ein Neutronenmoderator verwendet wird, dessen Neutronenverweilzeit, also eine vom Material und von den Dimensionen des Moderators abhängige Größe, in etwa der gewählten Pulsrepetitionsrate entspricht, oder dass die Pulsrepetitionsrate bspw. mit Hilfe einer entsprechenden Steuervorrichtung für den Teilchenbeschleuniger an die bekannte Neutronenverweilzeit angepasst wird. Weiterhin ist die Verweilzeit natürlich auch abhängig von der Ge- schwindigkeit der Neutronen und damit zu einem gewissen Anteil vom Target. Eine genaue Verweilzeitskurve ist bspw. This is achieved by either using a neutron moderator whose neutron residence time, that is to say a size dependent on the material and dimensions of the moderator, approximately corresponds to the selected pulse repetition rate, or the pulse repetition rate, for example, with the aid of a corresponding control device for the particle accelerator the known Neutronenverweilzeit is adjusted. Furthermore, the residence time is, of course, also dependent on the speed of the neutrons and thus to a certain extent on the target. An exact residence time curve is, for example.
durch Simulation des Gesamtsystems zu erhalten. obtained by simulation of the overall system.
Bspw. wird eine Pulsrepetitionsrate bzw. dementsprechend ein zeitlicher Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen der Pulsfolge gewählt, der in etwa der Neutronenverweilzeit entspricht. D.h. bei einer Repetitionsrate von bspw. 3kHz sollte die Verweilzeit im Moderator in etwa 1/ (3kHz) «0, 33ms oder mehr betragen. Dies hat zur Folge, dass der Neutronen- fluss aus dem Moderator trotz des gepulsten Teilchenstrahls und trotz des das Target verlassenden gepulsten Neutronenflusses zeitlich nicht wesentlich schwankt und dementsprechend der vom Neutronenfluss getriebene Reaktorkern keine exzessiven Leistungsschwankungen ausführt. For example. a pulse repetition rate or, accordingly, a time interval between two successive pulses of the pulse sequence is selected, which corresponds approximately to the neutron dwell time. That at a repetition rate of, for example, 3 kHz, the dwell time in the moderator should be approximately 1 / (3 kHz) «0.33 ms or more. As a result, the neutron flux from the moderator, despite the pulsed particle beam and despite the pulsed neutron flux leaving the target, does not vary significantly over time and, accordingly, the reactor core driven by the neutron flux does not perform excessive power fluctuations.
Aufgrund einer evtl. komplexeren Geometrie des Moderators und/oder der gesamten Anordnung können sich die Lauf ege der einzelnen Neutronen durch den Moderator mehr oder weniger stark unterscheiden, so dass nicht mehr von einer einzigen Neutronenverweilzeit gesprochen werden kann, sondern von einer Verteilung der Neutronenverweilzeiten zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert. In diesem Fall stehen mehrere Möglichkeiten der Anpassung von Verweilzeit und Repetiti- onsrate zur Verfügung, wie im Zusammenhang mit den Figuren erläutert wird. Due to a possibly more complex geometry of the moderator and / or the entire arrangement, the running ege of the individual neutrons by the moderator more or less differ so that it is no longer possible to speak of a single neutron residence time but of a distribution of the neutron residence times between a minimum value and a maximum value. In this case, there are several possibilities for adjusting the dwell time and the repetition rate, as explained in connection with the figures.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Neutronenflusses Nmod weist auf: The device according to the invention for generating a neutron flux N mo d has:
- einen Teilchenbeschleuniger mit einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung derart einstellbar ist, dass mit dem Teilchenbeschleuniger ein gepulster Teilchenstrahl S umfassend einen Pulszug mit einer Vielzahl von Pulsen mit einer Pulsrepetitionsrate fpuis erzeugbar ist, a particle accelerator having a control device, the control device being adjustable such that with the particle accelerator a pulsed particle beam S comprising a pulse train having a multiplicity of pulses with a pulse repetition rate f pu s s can be generated,
- ein Spallationstarget, das im Teilchenstrahl S positionierbar ist und aus dem durch den Teilchenstrahl S ein eine Vielzahl von Neutronen umfassender erster Neutronenfluss Ntar herausschlagbar ist, a spallation target which can be positioned in the particle beam S and from which a first neutron flux N tar comprising a multiplicity of neutrons can be knocked out by the particle beam S,
- einen Neutronenmoderator, der eine bekannte Verteilung  a neutron moderator having a known distribution
Xn(Tv) von Neutronenverweilzeiten Tv aufweist, wobei das Target und der Moderator derart zueinander angeordnet sind, dass zumindest ein Teil des ersten Neutronenflusses Ntar in den Moderator gelangen und diesen durchqueren kann, so dass der zu erzeugende Neutronenfluss Nmod den Moderator ver- lässt . X n (T v ) of Neutronenverweilzeiten T v , wherein the target and the moderator are arranged to each other such that at least a portion of the first neutron flux N ta r enter the moderator and can pass through it, so that the neutron flux to be generated N mod leaves the moderator.
Die Pulsrepetitionsrate fpuis und die Verteilung Xn(Tv) der Neutronenverweilzeiten Tv des Moderators sind nun derart aufeinander abgestimmt, dass der den Moderator verlassende Neut- ronenfluss Nraod zeitlich geglättet ist. The pulse repetition rate f pu is and the distribution X n (T v ) of the neutron residence times T v of the moderator are now matched to one another such that the neutron flux N raod leaving the moderator is temporally smoothed.
Hierzu ist Steuervorrichtung derart einstellbar, dass die Pulsrepetitionsrate fpuis der Neutronenverweilzeit Tv entspricht . For this purpose, the control device can be set such that the pulse repetition rate f pu i s corresponds to the neutron residence time T v .
Speziell ist die Steuervorrichtung derart einstellbar, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000006_0001
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls S gilt: ATpuls = 1 / fpul3 > TVjrain, wobei Tv,„„ die minimale Verweilzeit der Verteilung Xn(Tv) der Neutronenverweilzeiten Tv ist.
Specifically, the control device is adjustable so that for the time interval
Figure imgf000006_0001
between two successive pulses of the particle beam S, the following applies: AT puls = 1 / f pul3 > T Vjrain , where T v , "" is the minimum residence time of the distribution X n (T v ) of the neutron residence times T v .
Dabei wird gilt für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000007_0001
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls S weiterhin: ATpuls = 1 / fpuls < TVitnax , wobei Tv,maX die maximale
It is valid for the time interval
Figure imgf000007_0001
between two successive pulses of the particle beam S: AT pulse = 1 / f pulse <T Vitnax , where T v , m a X the maximum
Verweilzeit der Verteilung Xn(Tv) der Neutronenverweilzeiten Tv ist. Residence time of the distribution X n (T v ) of the neutron residence times T v .
Durch diese Relation zwischen ATpuLs, v,min und Tv,max ist si¬ cher gestellt, dass der durch einen ersten Puls des Teilchenstrahls ausgelöste Neutronenfluss Nm0d noch nicht abgeklungen ist, wenn durch den nachfolgenden Puls des Teilchenstrahls ein weiterer Neutronenfluss Nmod erzeugt wird. Due to this relation between AT pulse, v, m and T v, ma x si ¬ cher is found that the triggered by a first pulse of the particle beam neutron flux is N does not yet subsided m0d if another neutron flux by the subsequent pulse of the particle beam N mod is generated.
Die Steuervorrichtung kann auch derart einstellbar sein, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000007_0002
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls S gilt:
The control device may also be adjustable such that for the time interval
Figure imgf000007_0002
between two successive pulses of the particle beam S, the following applies:
A puis = / puis ~ Tv,o ' wobei Tv, o die wahrscheinlichste Verweil¬ zeit der Verteilung Xn(Tv) der Neutronenverweilzeiten Tv ist. A puis = / puis ~ T v, o 'where T v, o the most likely ¬ dwell time distribution of the X n (T v) of the Neutronenverweilzeiten T v.
Es wird eine Pulsrepetitionsrate fpuis von zumindest 3kHz gewählt . A pulse repetition rate f pu is selected of at least 3 kHz.
Der Moderator ist derart angeordnet, dass der den Moderator verlassende Neutronenfluss Nmod in einen Reaktorkern eines insbesondere unterkritisch betriebenen Kernreaktors gelangt. The moderator is arranged in such a way that the neutron flux N mod leaving the moderator passes into a reactor core of a nuclear reactor, which operates in a subcritical manner in particular.
Aufgrund der Glättung des Neutronenflusses wird der Kernreaktor bzw. dessen Kern trotz der Verwendung eines gepulsten Teilchenstrahls weder thermisch / mechanisch stark belastet noch schwankt die Energieproduktion über ein tolerierbares Maß hinaus . Due to the smoothing of the neutron flux, the nuclear reactor or its core is neither thermally / mechanically heavily loaded despite the use of a pulsed particle beam nor fluctuates the energy production beyond a tolerable level.
Der Teilchenstrahl ist vorteilhafterweise ein Protonenstrahl. The particle beam is advantageously a proton beam.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Neutronenflusses Nmod, erzeugt ein Teilchenbeschleuniger einen ge- pulsten Teilchenstrahl S umfassend einen Pulszug mit einer Vielzahl von Pulsen mit einer Pulsrepetitionsrate fuis · Der gepulste Teilchenstrahl wird auf ein Spallationstarget gerichtet, wobei aus dem Target durch den Teilchenstrahl ein eine Vielzahl von Neutronen umfassender erster Neutronenfluss tar herausgeschlagen wird. Zumindest ein Teil des ersten Neutronenflusses Ntar gelangt in einen Neutronenmoderator und durchquert diesen, so dass der zu erzeugende Neutronenfluss Nmod den Moderator verlässt. Der Moderator weist eine bekannte Verteilung Xn(Tv) von Neutronenverweilzeiten Tv auf. Der den Moderator verlassende Neutronenfluss Nmod wird nun zeitlich geglättet, indem die Pulsrepetitionsrate fpuis und die Verteilung Xn(Tv) der Neutronenverweilzeiten Tv des Moderators aufeinander abgestimmt werden. In the method according to the invention for generating a neutron flux N mod , a particle accelerator generates a pulsed particle beam S comprises a pulse train having a plurality of pulses with a pulse repetition rate f u is · The pulsed particle beam is directed to a spallation target, wherein a plurality of neutron extensive first neutron flux is knocked tar from the target by the particle beam. At least part of the first neutron flux N ta r enters a neutron moderator and traverses it so that the neutron flux N m or the moderator leaves to be generated. The moderator has a known distribution X n (T v ) of neutron residence times T v . The neutron flux N mo d leaving the moderator is now temporally smoothed by matching the pulse repetition rate f pu s and the distribution X n (T v ) of the neutron residence times T v of the moderator.
Die Anpassung wird derart ausgeführt, dass für den zeitlichenThe adaptation is carried out in such a way that for the temporal
Abstand
Figure imgf000008_0001
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt: ÄTpuls = 1 / fpuls > TVrrain , wobei Tv,min die minimale Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist.
distance
Figure imgf000008_0001
between two successive pulses of the particle beam (S): A T puls = 1 / f pulse > T Vrrain , where T v , min is the minimum residence time of the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ).
Weiterhin gilt für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000008_0002
zwi¬ schen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) : ATpul3 = 1 / fpuls < TV;max, wobei Tv,max die maximale Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist .
Furthermore applies to the time interval
Figure imgf000008_0002
Zvi ¬ rule two successive pulses of the particle beam (S): AT PUL3 = 1 / f pulse <T V max, where T v, m ax the maximum stay time of the distribution (X n (T v)) of the Neutronenverweilzeiten (Tv) is ,
Insbesondere wird die Anpassung derart ausgeführt, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000008_0003
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt:
In particular, the adaptation is carried out such that for the time interval
Figure imgf000008_0003
between two successive pulses of the particle beam (S):
- 1 / fpuis Ä Tv,o ' wobei Tv,o die wahrscheinlichste Verweil¬ zeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist . - 1 / f pu i s Ä T v, o 'where T v, o the most likely ¬ dwell time of the distribution is (X n (T v)) of the Neutronenverweilzeiten (T v).
Zusammengefasst wird die Aufgabe also gelöst durch die Verwendung eines Teilchenbeschleunigers, der mit extrem hoher Pulswiederholrate betrieben wird, in Kombination mit einem geeigneten Neutronenmoderator, der den das Target verlassen- den Neutronenfluss zeitlich glättet. Dabei sind der Neutronenmoderator bzw. die Neutronenverweilzeit im Moderator und die Pulsrepetitionsrate aneinander angepasst. Um die hohe Pulsrepetitionsrate zu erreichen, ist eine HF- Sendeanordnung notwendig, die entsprechend geringe Füllzeiten der HF-Resonatoren der Beschleunigerstrecke ermöglicht (maxi¬ male HF-Leistung bei variierender Last) . Eine Lösung dieses Problems ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, findet sich jedoch in der DE 10 2009 053 624. Dort werden HF- Kavitäten bzw. -Resonatoren sowie ein mit diesen HF-Kavitaten ausgestatteter Beschleuniger angegeben, wobei insbesondere das Problem der Einkopplung von HF-Leistung in die HF-Kavität im Vordergrund steht. Es wird daher hinsichtlich des Problems der gering zu haltenden Füllzeiten der Resonatoren, welches mit einer geeigneten Vorrichtung zur Einkopplung der HF- Leistung in die Resonatoren lösbar ist, auf die In summary, the object is achieved by the use of a particle accelerator which is operated at extremely high pulse repetition rate, in combination with a suitable neutron moderator, which leaves the target. smooths the neutron flux over time. The neutron moderator or the neutron residence time in the moderator and the pulse repetition rate are adapted to each other. In order to achieve the high pulse repetition rate, an RF transmission arrangement is required, the correspondingly low filling times of the HF-resonators of the accelerator allows route (maxi ¬ male RF power at varying load). A solution to this problem is not the subject of the present invention, but can be found in DE 10 2009 053 624. There, RF cavities or resonators as well as an accelerator equipped with these HF cavities are indicated, wherein in particular the problem of the coupling of HF Performance in the RF cavity is in the foreground. It is therefore with regard to the problem of low filling times of the resonators, which is solvable with a suitable device for coupling the RF power in the resonators, on the
DE 10 2009 053 624 verwiesen. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. DE 10 2009 053 624. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiment described below and with reference to the drawings.
Dabei zeigt: Showing:
Figur 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines zeitlich geglätteten Neutronenflusses für einen unterkritischen Kernreaktor, Figur 2 das zeitliche Verhalten des gepulsten Teilchenstrahls sowie der verschiedenen Neutronenflüsse und 1 shows the inventive device for generating a temporally smoothed neutron flux for a subcritical nuclear reactor, Figure 2 shows the temporal behavior of the pulsed particle beam and the various neutron fluxes and
Figur 3 eine exemplarische Verteilung von Neutronenverweil- zeite . FIG. 3 shows an exemplary distribution of neutron dwell times.
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung eines zeitlich geglätteten Neutronenflusses N. Dargestellt sind der Kern 110 eines unterkritischen Kernreaktors 100 sowie ein Spallationstarget 120 und ein Neutronenmoderator 130. Das Target 120 wird mit einem Protonenstrahl S aus einem Teilchenbeschleuniger 200 bestrahlt, wobei der Teilchenbeschleuniger 200 eine Ionenquelle 220, eine Beschleunigerstrecke 230 mit zumindest zwei HF-Resonatoren 231, 232 sowie eine Steuervorrichtung 210 zur Ansteuerung der HF-Resonatoren 231, 232 aufweist . FIG. 1 shows a device for generating a time-smoothed neutron flux N. Shown are the core 110 of a subcritical nuclear reactor 100 and a Spallation target 120 and a neutron moderator 130. The target 120 is irradiated with a proton beam S from a particle accelerator 200, wherein the particle accelerator 200 comprises an ion source 220, an accelerator path 230 with at least two RF resonators 231, 232, and a control device 210 for controlling the RF Resonators 231, 232 has.
Die HF-Resonatoren 231, 232 der Beschleunigerstrecke 230 sind in Strahlrichtung hintereinander angeordnet und bewirken die Beschleunigung der der Ionenquelle 220 entnehmbaren Teilchen, bspw. Wasserstoffkerne bzw. Protonen. The RF resonators 231, 232 of the accelerator section 230 are arranged one behind the other in the beam direction and cause the acceleration of the particles removable from the ion source 220, for example hydrogen nuclei or protons.
Durch die Steuervorrichtung 210 werden in den HF-Resonatoren 213, 232 HF-Felder erzeugt, die zur Beschleunigung der derBy means of the control device 210, RF fields are generated in the RF resonators 213, 232, which are used to accelerate the
Ionenquelle entnommenen Teilchen dienen. Diese grundsätzliche Arbeitsweise derartiger Beschleuniger einschließlich der Art und Weise der Erzeugung der HF-Felder in den HF-Resonatoren bspw. unter Verwendung eines Klystrons ist bekannt und soll hier nicht weiter dargelegt werden. Die Formulierung, dassIon source taken particles serve. This basic mode of operation of such accelerators, including the manner of generating the RF fields in the RF resonators, for example using a klystron, is known and will not be described further here. The wording that
"die Steuervorrichtung 210 die HF-Felder erzeugt", soll diese an sich bekannte Wirkungsweise beinhalten, d.h. die Steuervorrichtung 210 beinhaltet sowohl die zur Erzeugung der HF- Felder in den Resonatoren benötigten Komponenten einschließ- lieh bspw. des Klystrons und der ggf. verwendeten Hohlleiter etc., als auch eine Elektronikbaugruppe, die die diversen notwendigen Berechnungen sowie die tatsächliche Ansteuerung der Komponenten vornimmt. Mit Hilfe der Steuervorrichtung 210 können die HF-Resonatoren 231, 232 wie auch in DE 10 2009 053 624 beschrieben separat angesteuert werden, d.h. das HF-Feld des ersten HF-Resonators 231 kann unabhängig vom HF-Feld des zweiten Resonators 232 erzeugt werden. Aufgrund der so erreichbaren HF-Entkopplung ist es möglich, die einzelnen HF-Kavitäten 231, 232 mit Hilfe der Steuervorrichtung 210 unabhängig voneinander anzusteuern, wodurch der Beschleuniger 200 flexibler betrieben und flexibler an die jeweiligen zu erreichende gewünschte Beschleuni- gung angepasst werden kann. Die Anpassung ist flexibler als bei einem Beschleuniger, bei dem die HF-Kavitäten im HF- Bereich miteinander gekoppelt sind, so dass die Steuerung einer HF-Kavität gleichzeitig die HF-Felder in den benachbarten HF-Kavität beeinflusst. Nichtsdestotrotz ist die hier dargelegte Erfindung auch mit einem Beschleuniger realisierbar, bei dem die einzelnen HF-Resonatoren 231, 232 nicht separat angesteuert werden. Unabhängig davon, ob die HF-Resonatoren 231, 232 separat angesteuert werden, ist die Steuervorrichtung 210 derart einge¬ richtet, dass der Teilchenbeschleuniger 200 gepulst betrieben wird, dass also der dem Teilchenbeschleuniger 200 entnehmbare Teilchenstrahl S als Pulszug bestehend aus aufeinander fol- genden Teilchenpaketen bzw. -pulsen, sog. Bunches, besteht. "The control device 210 generates the RF fields" should include this per se known mode of action, ie, the control device 210 includes both the required for generating the RF fields in the resonators components including borrowed eg. The klystron and possibly used waveguide etc., as well as an electronic assembly, which performs the various necessary calculations and the actual control of the components. With the aid of the control device 210, the RF resonators 231, 232 as described in DE 10 2009 053 624 can be controlled separately, ie the RF field of the first RF resonator 231 can be generated independently of the RF field of the second resonator 232. Due to the thus achievable RF decoupling, it is possible to control the individual RF cavities 231, 232 independently of one another with the aid of the control device 210, as a result of which the accelerator 200 is operated more flexibly and flexibly to the respective desired acceleration to be achieved. can be adjusted. The adaptation is more flexible than with an accelerator, in which the RF cavities in the RF region are coupled together, so that the control of one RF cavity simultaneously influences the RF fields in the adjacent RF cavity. Nevertheless, the invention set forth here can also be implemented with an accelerator in which the individual RF resonators 231, 232 are not driven separately. Regardless of whether the HF-resonators 231, separately controlled 232, the control device 210 is such inserted ¬ oriented such that the particle 200 is operated in pulsed mode, ie that of the particle accelerator 200 removable particle beam S consisting of follow one another constricting as a pulse train bunches or pulses, so-called bunches.
In der Figur 2A ist ein Pulszug P(t) des Teilchenstrahls bzw. die Teilchenflussdichte des Teilchenstrahls rein exemplarisch und in willkürlichen Einheiten in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. In FIG. 2A, a pulse train P (t) of the particle beam or the particle flux density of the particle beam is shown purely by way of example and in arbitrary units as a function of time t.
Wie einleitend beschrieben bewirkt der Teilchenstrahl S im Spallationstarget 120 des Kernreaktors 100, dass aus dem Target 120 Neutronen herausgeschlagen werden. Aufgrund des ge- pulsten Teilchenstrahls S ist der das Target 120 verlassende Neutronenfluss Ntar ebenfalls gepulst (Figur 2B) , d.h. der Neutronenfluss Ntar weist ein ähnliches zeitliches Verhalten auf, wie der gepulste Teilchenstrahl S. Dieser gepulste Neutronenfluss Ntar gelangt nun zunächst in einen Neutronenmoderator 130, in dem die Neutronen abgebremst werden. Der den Moderator 130 verlassende Neutronenfluss ^cd (Figur 2C) gelangt in den Kern 110 des Kernreaktors 100, wo schließlich die gewünschten Kernreaktionen stattfinden. NCTOd gibt dabei die Anzahl der den Moderator 130 pro Zeiteinheit verlassenden Neutronen an. Das zeitliche Verhalten von Nraod ist von der Verteilung der Verweilzeiten Tv im Moderator 130 abhängig. Die Verweilzeit beschreibt diejenige Zeitspanne, die die Neutronen benötigen, um den Moderator 130 zu durchqueren. Die Verweilzeit ist demzufolge abhängig von der Anfangsgeschwindigkeit der das Target 120 verlassenden bzw. in den Moderator 130 eindringenden Neutronen, vom Bremsvermögen des Moderators 130 und von der Länge des Weges, den die Neutronen durch den Moderator 130 zurücklegen, d.h. von dessen Geometrie und Abmessungen. As described in the introduction, the particle beam S in the spallation target 120 of the nuclear reactor 100 causes neutrons to be ejected from the target 120. Due to the pulsed particle beam S, the neutron flux N tar leaving the target 120 is also pulsed (FIG. 2B), ie the neutron flux N tar has a similar temporal behavior to that of the pulsed particle beam S. This pulsed neutron flux N tar now first enters into a neutron moderator 130 in which the neutrons are decelerated. The neutron flux ^ c d (FIG. 2C) leaving the moderator 130 reaches the core 110 of the nuclear reactor 100, where finally the desired nuclear reactions take place. N CTO d indicates the number of neutrons leaving the moderator 130 per unit of time. The temporal behavior of N raod is dependent on the distribution of the residence times T v in the moderator 130. The residence time describes the period of time which require the neutrons to pass through moderator 130. The residence time is thus dependent on the initial speed of the neutrons leaving the target 120 or entering the moderator 130, the braking capacity of the moderator 130 and the length of the path the neutrons travel through the moderator 130, ie its geometry and dimensions.
Die Figur 3 zeigt exemplarisch und in stark vereinfachter Weise die Verteilung der Verweilzeiten Tv der durch einen Puls des Teilchenstrahls S aus dem Target 120 herausgeschlagenen Neutronen im Moderator 130. Aufgetragen ist die Anzahl der Neutronen Xn über der Verweilzeit Tv. Die Kurve ist also so zu interpretieren, dass bspw. eine gewisse Anzahl Xn,x für einen Zeitraum Tv,i im Moderator verbleibt, bevor sie in den Reaktorkern gelangt. Dementsprechend verbleibt eine Anzahl Xn,2 für einen Zeitraum Tv,2 im Moderator usw. Die Fläche unter der Kurve entspricht also letztlich der Gesamtzahl der durch einen Puls des Teilchenstrahls aus dem Target herausgeschlagenen Neutronen (unter der Voraussetzung, dass keines dieser Neutronen verloren geht) . In der Figur 3 wurde angenommen, dass die Verlaufskurve Xn(Tv) ein quadratisches Verhalten zeigt bzw. parabelförmig ist, d.h. im Prinzip 3 shows by way of example and in a greatly simplified manner the distribution of the residence times T v of the neutrons knocked out of the target 120 by a pulse of the particle beam S in the moderator 130. The number of neutrons X n is plotted over the residence time T v . The curve is therefore to be interpreted such that, for example, a certain number X n , x remains in the moderator for a period T v , i before it enters the reactor core. Accordingly, there remains a number X n , 2 for a period T v , 2 in the moderator, etc. The area under the curve thus ultimately corresponds to the total number of neutrons knocked out of the target by a pulse of the particle beam (provided that none of these neutrons are lost goes). In FIG. 3, it has been assumed that the trajectory X n (T v ) exhibits a quadratic behavior or is parabolic, ie in principle
Xn(Tv) = -Cl · (Tv - Tv0)2 + 02, wobei Cl, C2 und Tv,o Konstanten sind, die von der Wahl der Moderators abhängen. X n (T v ) = - Cl · (T v - T v0 ) 2 + 02, where Cl, C2 and T v , o are constants that depend on the choice of moderator.
In der Praxis hängt die Form Verlaufskurve natürlich im Wesentlichen von Geometrie und Material des Moderators 130, Geometrie und Material des Targets 120 sowie von der zeitlichen Länge und Form der Pulse des Teilchenstrahls S ab. Tv,min bzw. Tv,max bezeichnen die minimale bzw. die maximale Verweilzeit der Neutronen im Moderator. Tv,o bezeichnet allgemein diejenige Verweilzeit, die die überwiegende Zahl der Neutronen im Moderator verbringt bzw. diejenige Verweilzeit, für die die Kurve Xn ein Maximum aufweist. Tv,o kann also als die wahrscheinlichste Verweilzeit bezeichnet werden. Der durch einen einzelnen Puls bewirkte Neutronenfluss Nmod(t) hat ein qualitativ im Wesentlichen vergleichbares zeitliches Verhalten wie die in der Figur 3 dargestellte Kurve. Unter der Annahme, dass der Puls das Target 120 zum Zeitpunkt t=0 trifft, verlassen zu einem Zeitpunkt tv, min die ersten Neutronen den Moderator 130. Zu einem Zeitpunkt tv,o ist der den Moderator verlassende Neutronenfluss maximal, während der Neutronenfluss zum Zeitpunkt tv, raax wieder abgeklungen ist. Durch eine geeignete Wahl des Moderators 130 insbesondere bzgl. Material, Geometrie und Anordnung relativ zum Target 120 kann die Verlaufskurve gemäß Figur 3 bzw. die Verteilung der Verweilzeiten Tv beeinflusst werden. Umgekehrt zeichnet sich ein bestimmter Moderator 130 durch eine bestimmte Neut- ronenverweilzeit Tv bzw. durch eine bestimmte Verteilung der Verweilzeiten Tv aus. Im Extremfall wäre eine Anordnung denkbar, mit der die Verteilung der Verweilzeiten nicht wie in der Figur 3 vergleichsweise breit ist, sondern im Wesentlichen auf einen vergleichsweise schmalen einzelnen Peak bei Tv=Tv,o reduziert ist. Bspw. könnte der Moderator 130 in Of course, in practice, the shape of the curve essentially depends on the geometry and material of the moderator 130, the geometry and material of the target 120, as well as on the time length and shape of the pulses of the particle beam S. T v , m in or Tv, max denote the minimum and the maximum residence time of the neutrons in the moderator. T v , o generally designates the residence time which the predominant number of neutrons spends in the moderator or the residence time for which the curve Xn has a maximum. T v , o can therefore be called the most probable residence time. The neutron flux N mo d (t) caused by a single pulse has qualitatively substantially similar temporal behavior as the curve shown in FIG. Assuming that the pulse hits the target 120 at time t = 0, the first neutrons leave the moderator 130 at a time t v , min. At a time t v , o, the neutron flux exiting the moderator is maximal, while the neutron flux at time t v , ra ax has subsided again. By means of a suitable choice of the moderator 130, in particular with regard to material, geometry and arrangement relative to the target 120, the profile curve according to FIG. 3 or the distribution of the residence times T v can be influenced. Conversely, a certain host 130 is characterized by a particular v T v neu- ronenverweilzeit or by a certain distribution of residence times T. In an extreme case, an arrangement would be conceivable with which the distribution of the residence times is not comparatively wide, as in FIG. 3, but is essentially reduced to a comparatively narrow individual peak at T v = T v , o. For example. could the presenter 130 in
Strahlrichtung gesehen hinter dem Target 120 angeordnet sein, so dass nur die das Target in Strahlrichtung geradeaus verlassenden Neutronen auf den Moderator treffen, so dass diese Neutronen im Wesentlichen die selbe Zeitspanne Tv,o benötigen, um den Moderator zu durchqueren. View beam direction seen behind the target 120 may be arranged so that only meet the target in the beam direction straight leaving neutrons on the moderator, so that these neutrons essentially the same time period T v , o need to traverse the moderator.
Für den Verlauf der Nmod-Kurve in Figur 2C wurde nun angenommen, dass die Verteilung der Verweilzeiten Tv bzw. damit zusammenhängend das zeitliche Verhalten des durch einen Puls ausgelösten Neutronenflusses Nm0d der Kurve der Figur 3 entspricht . For the course of the N mod curve in FIG. 2C, it has now been assumed that the distribution of the residence times T v or, associated therewith, the temporal behavior of the neutron flux N m0 d triggered by a pulse corresponds to the curve of FIG.
In der Figur 2C ist basierend auf dem Verhalten gemäß Figur 3 der aus einer Vielzahl von Pulsen resultierende Neutronen- fluss raod dargestellt. Dabei ist mit den gestrichelten Kurven für jeden einzelnen Puls der durch diesen Puls separat ausgelöste Neutronenfluss angedeutet. Der gesamte Neutronenfluss Nmod ergibt sich hier durch eine einfache Summation der einzelnen Neutronenflüsse. FIG. 2C shows, based on the behavior according to FIG. 3, the neutron flux rao d resulting from a multiplicity of pulses. It is indicated by the dashed curves for each pulse of separately triggered by this pulse neutron flux. The entire neutron flux N m od results here by a simple summation of the individual neutron fluxes.
Der gesamte, überlagerte Neutronenfluss Nm0d aus dem Moderator 130 gemäß Figur 2C weist ein gänzlich anderes Zeitverhalten auf als der durch einen einzelnen Puls ausgelöste Neutronen- fluss gemäß Figur 3: Nach einer bestimmten Anzahl von Pulsen bzw. nach der Einschwingphase ist der Neutronenfluss Nm0d zeitlich geglättet und schwankt zwischen einem Minimalwert Nmod,min und einem Maximalwert Nmod,raax mit ANmod = Nmod;iIlax - Nmod|[tlln . The total, superimposed neutron flux N m0 d from the moderator 130 according to FIG. 2C has a completely different time behavior than the neutron flux triggered by a single pulse according to FIG. 3: after a certain number of pulses or after the transient phase, the neutron flux is N. m0 d temporally smoothed and varies between a minimum value N mod , min and a maximum value N mod , raax with AN mod = N mod; iIlax - N mod | [tlln .
Die Differenz zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert des Neutronenflusses m0dA d.h. die Schwankung ANm0d des Neutronenflusses, hängt nun von mehreren Faktoren ab. Das Zusammen- spiel zwischen dem zeitlichen Abstand ATpuis der Pulse des Teilchenstrahls auf der einen Seite und der Verteilung der Verweilzeiten Tv für die Neutronen eines Pulses gemäß Figur 3 auf der anderen Seite bestimmt letztlich das zeitliche Verhalten des Neutronenflusses Nm0d- The difference between the minimum and the maximum value of the neutron flux m0 dA ie the fluctuation AN m0 d of the neutron flux now depends on several factors. The interaction between the time interval AT pu s of the pulses of the particle beam on one side and the distribution of the residence times T v for the neutrons of a pulse according to FIG. 3 on the other side ultimately determines the temporal behavior of the neutron flux N m0 d-
Ist also, vereinfacht ausgedrückt, die maximale Verweilzeit T ,max kleiner als der zeitliche Abstand ATpuis der Pulse des Teilchenstrahls, so wird der Minimalwert Nmod,m„ des Neutronenflusses Nraod vergleichsweise klein, d.h. Nmod,min ~ 0, da der durch einen ersten Puls ausgelöste Neutronenfluss bereits abgeklungen ist, wenn der durch den nachfolgenden Puls ausgelöste Neutronenfluss auftritt. Es kommt also zu keiner Akkumulation der Neutronenflüsse und zu keinem Einschwingen. Dementsprechend ist die Schwankung ANmod des den Moderator 130 verlassenden Neutronenflusses Nmod sehr groß, was wie einleitend erläutert vermieden werden soll. Umgekehrt lässt sich das in der Figur 2C dargestellte Verhalten erreichen, wenn gilt v,max A puis . Im dortigen, exemplarischen Beispiel beträgt das Verhältnis Ty, ma · ATpUis in etwa 3:1. Thus, in simple terms, if the maximum residence time T, m a x is less than the time interval AT pu s of the pulses of the particle beam, the minimum value N mod , m "of the neutron flux N raod becomes comparatively small, ie N mod , m in ~ 0, since the neutron flux triggered by a first pulse has already decayed when the neutron flux triggered by the following pulse occurs. So there is no accumulation of neutron fluxes and no settling. Accordingly, the fluctuation ΔN mod of the neutron flux N mod leaving the moderator 130 is very large, which should be avoided as explained in the introduction. Conversely, the behavior shown in the Figure 2C can be achieved if we have v, max A p u s. In the typical example there, the ratio Ty, ma · AT pU i s is approximately 3: 1.
Erfindungsgemäß sind nun der Moderator und die Pulsrepetiti- onsrate aufeinander abgestimmt. Bei einem fest vorgegebenen Moderator mit bekannten Eigenschaften insbesondere bzgl. der Verteilung Xn der Neutronenverweilzeiten Tv kann mit Hilfe der Steuervorrichtung 210 die Pulsrepetitionsrate fpuis entsprechend angepasst werden. Umgekehrt kann sich auch die Auswahl und Auslegung des Moderators 130 nach einer gewünschten Pulsrepetitionsrate
Figure imgf000015_0001
des Teilchenstrahls S richten, d.h. der Typ bzw. das Material sowie die Abmessungen und die Geometrie des Moderators 130 werden dahingehend ausgewählt, dass die Vertei- lung Xn der Verweilzeiten Tv der Neutronen des Neutronenflusses Ntar vom Target 120 im Moderator 130 an die Pulsrepetitionsrate angepasst ist.
According to the invention, the moderator and the pulse repetition rate are now matched to one another. In a fixed moderator with known properties in particular with respect to the Distribution X n of the neutron residence times T v can be adjusted by means of the control device 210, the pulse repetition rate f pu i s accordingly. Conversely, the selection and interpretation of the presenter 130 may also be at a desired pulse repetition rate
Figure imgf000015_0001
of the particle beam S, ie the type or the material as well as the dimensions and geometry of the moderator 130 are selected so that the distribution X n of the residence times T v of the neutrons of the neutron flux N tar from the target 120 in the moderator 130 to the Pulse repetition rate is adjusted.
In beiden genannten Fällen der Anpassung könnte als Anpassungskriterium verwendet werden, dass die minimale Verweilzeit Tv,min der Verteilung Xn(Tv) zumindest dem zeitlichen Abstand ATpUis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls entspricht, d.h. ATpuls = 1 / fpuls > Tv_min . Ein weiter einschränkendes Kriterium, das auch zur Erstellung desIn both said cases of adaptation, it could be used as an adaptation criterion such that the minimum residence time T v , min of the distribution X n (T v ) corresponds at least to the time interval ATp U i s between two successive pulses of the particle beam, ie AT pulse = 1 / f pulse > T v _ min . A further limiting criterion, which is also used to create the
Diagramms der Figur 2C verwendet wurde, wäre bspw. Diagram 2C was used, for example.
Tv,min * ATPUIS ^ Tv,max oder konkreter ATpuls * Tv_0. Je nach Breite der Verteilung der Verweilzeiten muss in diesem Fall ÄTpuis mehr oder weniger genau Tv,o entsprechen. Die Steuervorrichtung 220 ist nun derart eingerichtet, dass sie eine extrem hohe Pulsrepetitionsrate von bspw. Tv, min * AT P U I S ^ T v, ma x or concrete AT pulse * T v _ 0 . Depending on the width of the distribution of residence times in this case, ÄT pu i s must correspond more or less exactly T v , o. The control device 220 is now set up so that it has an extremely high pulse repetition rate of eg.
fpuis > 3kHz erzeugt. fpuis> 3kHz generated.
Die hohe Pulsrepetitionsfrequenz von > 3kHz erfordert natür- lieh möglichst kurze Füllzeiten der HF-Energie in die HF-The high pulse repetition frequency of> 3kHz naturally requires the shortest possible filling times of the HF energy in the HF
Kavitäten des Beschleunigers, d.h. eine möglichst große Sendeleistung. Dies ist gerade bei Hochleistungsbeschleunigern ein erstrebenswertes Ziel. Die vom Teilchenstrahl in der Ka- vität absorbierte Leistung sollte bekanntlich auch im Inte- resse eines hohen Wirkungsgrades die Verlustleistung im Beschleuniger dominieren. Damit kann während der Füll- bzw. Einschwingphase, d.h. ohne Teilchenstrahl, die gesamte verfügbare Sendeleistung zur Füllung der Kavität dienen, so dass kurze Füllzeiten ermöglicht werden. Das HF-Konzept des Beschleunigers muss so ausgelegt werden, dass möglichst viel HF-Leistung während der Füllphase, d.h. bei variabler HF- Last, zur Verfügung steht. Eine hierzu geeignete Vorrichtung einschließlich der geeigneten HF-Kavität wird bspw. in DE 10 2009 053 624 beschrieben. Cavities of the accelerator, ie a maximum transmission power. This is a worthwhile goal, especially with high-performance accelerators. The power absorbed by the particle beam in the cavity should, as is known, also dominate the power loss in the accelerator in the interest of high efficiency. Thus, during the filling or transient phase, ie without particle beam, the entire available transmission power can be used to fill the cavity, so that short filling times are possible. The RF concept of the accelerator must be designed so that as much RF power as possible is available during the filling phase, ie with variable HF load. A device suitable for this purpose, including the suitable HF cavity, is described, for example, in DE 10 2009 053 624.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Erzeugung eines Neutronenflusses (Nmoci ) aufweisend : 1. A device for producing a neutron flux (N moc i) comprising:
- einen Teilchenbeschleuniger (200) mit einer Steuervorrichtung (210), wobei die Steuervorrichtung (210) derart ein¬ stellbar ist, dass mit dem Teilchenbeschleuniger (200) ein gepulster Teilchenstrahl (S) umfassend einen Pulszug mit einer Vielzahl von Pulsen mit einer Pulsrepetitionsrate fpuis erzeugbar ist, - a particle accelerator (200) with a control device (210), wherein the control device (210) is a ¬ adjustable such that the particle (200) is a pulsed particle beam (S) comprising a pulse train having a plurality of pulses with a pulse repetition rate fpuis is producible,
- ein Spallationstarget (120), das im Teilchenstrahl (S) po¬ sitionierbar ist und aus dem durch den Teilchenstrahl (S) ein eine Vielzahl von Neutronen umfassender erster Neutro- nenfluss (Nar) herausschlagbar ist, - a spallation target (120), the (S) is po ¬ sitionierbar in the particle beam and from which, by the particle beam (S) a plurality of neutron extensive first neutron nenfluss (N AR) is herausschlagbar,
- einen Neutronenmoderator (130), der eine bekannte Vertei¬ lung (Xn(Tv)) von Neutronenverweilzeiten (Tv) aufweist, wo¬ bei das Target (120) und der Moderator (130) derart zuein¬ ander angeordnet sind, dass zumindest ein Teil des ersten Neutronenflusses (Nar) in den Moderator (130) gelangen und diesen durchqueren kann, so dass der zu erzeugende Neutro- nenfluss (Nmoci ) den Moderator verlässt, - a neutron moderator (130) having a known distri ¬ lung (X n (T v)) of Neutronenverweilzeiten (T v), where ¬ at the target (120) and the moderator (130) such zuein ¬ other are arranged, that at least part of the first neutron flux (N ar ) can reach the moderator (130) and pass through it, so that the neutron flux (N moc i) to be generated leaves the moderator,
dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsrepetitionsrate (fpuis ) und die Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) des Moderators (130) derart aufeinander abgestimmt sind, dass der den Moderator (130) verlassende Neutronenfluss (Nmoci ) zeitlich geglättet ist. characterized in that the pulse repetition rate (f pu i s ) and the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ) of the moderator (130) are coordinated such that the neutron flux leaving the moderator (130) (N moc i) is temporally smoothed.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (210) derart einstellbar ist, dass die Pulsrepetitionsrate (fpuis ) der Neutronenverweilzeit (Tv) ent¬ spricht . 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the control device (210) is adjustable such that the pulse repetition rate (f pu i s ) of the Neutronenverweilzeit (T v ) ent ¬ speaks.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (210) derart einstellbar ist, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000017_0001
) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt:
3. A device according to claim 1, characterized in that the control device (210) is adjustable such that for the time interval
Figure imgf000017_0001
) between two successive pulses of the particle beam (S):
ÄTpuls = 1 / fpuls > TV;min , wobei Tv, min die minimale Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist. ÄT pulse = 1 / f pulse> T V; min, where T v, min is the minimum residence time of the distribution (X n (T v)) of the Neutronenverweilzeiten (T v).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (210) derart einstellbar ist, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000018_0001
) zwischen zwei aufeinan- derfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) weiterhin gilt: ÄTpuls = 1 / fpuls < TV;max , wobei Tv,max die maximale Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist.
4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the control device (210) is adjustable such that for the time interval
Figure imgf000018_0001
) between two successive pulses of the particle beam (S): ΔT pulse = 1 / f pulse <T V; max , where T v , max is the maximum residence time of the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ) is.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (210) derart einstellbar ist, dass für den zeitlichen Abstand5. Device according to one of the preceding claims, character- ized in that the control device (210) is adjustable such that for the time interval
Figure imgf000018_0002
fpUis ) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt: ATpuls = 1 / fpuls « TV;0 , wobei Tv, o die wahrscheinlichste Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist.
Figure imgf000018_0002
f pU i s ) between two successive pulses of the particle beam (S): AT puls = 1 / f pulse «T V; 0 , where T v , o is the most probable residence time of the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times ( T v ) is.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsrepetitionsrate (fpuis ) zu¬ mindest 3kHz beträgt. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse repetition rate is (f pu i s) to ¬ least 3kHz.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernreaktor (100), insbesonde¬ re ein unterkritischer Kernreaktor (100), mit einem Reaktorkern (110) vorgesehen ist, wobei der Moderator (130) derart angeordnet ist, dass der den Moderator (130) verlassende Neutronenfluss (Nmoci ) in den Reaktorkern (110) gelangt. 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a nuclear reactor (100), insbesonde ¬ re a subcritical nuclear reactor (100) is provided with a reactor core (110), wherein the moderator (130) is arranged such that the the neutron flux (N moc i) leaving the moderator (130) enters the reactor core (110).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenstrahl ein Protonen- strahl ist. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the particle beam is a proton beam.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenbeschleuniger (200) mindestens zwei in Strahlverlaufsrichtung hintereinander an- geordnete HF-Resonatoren (231, 232) aufweist, durch die der mehrere Teilchenpulse umfassende Pulszug beschleunigbar ist. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the particle accelerator (200) at least two in the beam direction successively arranged RF resonators (231, 232), through which the pulse train comprising a plurality of particle pulses can be accelerated.
10. Verfahren zur Erzeugung eines Neutronenflusses (Nmo ci ) r bei dem 10. A method for generating a neutron flux (N mo c i) r in the
- ein Teilchenbeschleuniger (200) einen gepulsten Teilchenstrahl (S) umfassend einen Pulszug mit einer Vielzahl von Pulsen mit einer Pulsrepetitionsrate fpui s erzeugt, - a particle accelerator (200) comprises a pulsed particle beam (S) is produced comprising a pulse train having a plurality of pulses with a pulse repetition rate f pu i s,
- der gepulste Teilchenstrahl (S) auf ein Spallationstarget (120) gerichtet wird, wobei aus dem Target (120) durch den Teilchenstrahl ein eine Vielzahl von Neutronen umfassender erster Neutronenfluss (Nar) herausgeschlagen wird, - The pulsed particle beam (S) is directed to a Spallationstarget (120), wherein from the target (120) by the particle beam, a plurality of neutrons comprehensive first neutron flux (N ar ) is knocked out,
- zumindest ein Teil des ersten Neutronenflusses (Nar) in ei¬ nen Neutronenmoderator (130) gelangt und diesen durchquert, so dass der zu erzeugende Neutronenfluss (Nmo ci ) den Modera¬ tor verlässt, wobei der Moderator (120) eine bekannte Ver¬ teilung (Xn(Tv)) von Neutronenverweilzeiten (Tv) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der den Moderator (130) verlas¬ sende Neutronenfluss (Nmo ci ) zeitlich geglättet wird, indem die Pulsrepetitionsrate (fpui s ) und die Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) des Moderators (130) aufeinander abgestimmt werden. - (N ar) reaches at least a portion of the first neutron flux in egg ¬ NEN neutron moderator (130) and these traverses, so that the to-generating neutron flux (N mo c i) leaves the Modera ¬ gate, wherein the moderator (120) a known Ver ¬ division (X n (T v)) comprises of Neutronenverweilzeiten (T v), characterized in that the moderator (130) leaving ¬ send neutron flux (N mo c i) is smoothed in time by the pulse repetition rate (f pu i s ) and the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ) of the moderator (130) are coordinated.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung derart ausgeführt wird, dass für den zeitlichen11. The method according to claim 10, characterized in that the adaptation is carried out such that for the temporal
Abstand
Figure imgf000019_0001
) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt: ATpuls = 1 / fpuls > TV;min , wobei Tv, min die minimale Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist.
distance
Figure imgf000019_0001
) between two successive pulses of the particle beam (S): AT pulse = 1 / f pulse > T V; min , where T v , m is the minimum residence time of the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ) is.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung derart ausgeführt wird, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000019_0002
) zwischen zwei aufeinanderfolgenden
12. The method according to claim 11, characterized in that the adaptation is carried out such that for the time interval
Figure imgf000019_0002
) between two successive ones
Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt: ATpuls = 1 / fpuls < TV;inax , wobei Tv, max die maximale Verweilzeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist. Pulses of the particle beam (S) are: AT puls = 1 / f pulse <T V; inax , where T v , max is the maximum residence time of the distribution (X n (T v )) of the neutron residence times (T v ).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung derart ausgeführt wird, dass für den zeitlichen Abstand
Figure imgf000019_0003
) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen des Teilchenstrahls (S) gilt: ATpuis = 1 / fpuis ~ Tv,o ' wobei Tv, o die wahrscheinlichste Verweil¬ zeit der Verteilung (Xn(Tv)) der Neutronenverweilzeiten (Tv) ist .
13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the adaptation is carried out such that for the time interval
Figure imgf000019_0003
) between two successive pulses of the particle beam (S): A T puis = 1 / T fpuis ~ v 'o' where T v, o the most likely ¬ dwell time of the distribution is (X n (T v)) of the Neutronenverweilzeiten (T v).
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