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Stefan Schmidt

• As a part of this thesis, a Monte Carlo-based code has been developed capable of simulating the transition of proton beam properties to neutron beam properties as it occurs in the Li-7(p, n)Be-7 reaction. It is able to reproduce not only the angle-integrated energy distributions but it is also capable of predicting the angle-dependent neutron spectra as measured at Forschungszentrum Karlsruhe (Karlsruhe, Germany) and Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Braunschweig, Germany). Since the code retains all three spatial dimensions as well as all three velocity dimensions, it provides very detailed information on the neutron beam. The resulting data can aid in many different aspects, for example it can be used in shielding construction, or for lithium target design. In this work, the code is used to predict the neutron beam properties expected at the Frankfurt Neutron Source at Stern-Gerlach-Zentrum (FRANZ) facility. For different proton beam energies, the neutron distribution in x/p_x, y/p_y, and z/p_z is shown as well as a Mollweide projection, which illustrates the kinematic collimation effect that limits the neutron cone opening angle to less than 180 degree.
• Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Monte Carlo-basierter Code entwickelt, der den Übergang der Eigenschaften von einem Protonenstrahl zu einem Neutronenstrahl simulieren kann, wie er beispielsweise in der Li-7(p, n)Be-7-Reaktion auftritt. Dabei kann der Code sowohl die Winkel-integrierten Energieverteilungen wie auch die Winkel-abhängigen Neutronenspektren reproduzieren wie sie am Forschungszentrum Karlsruhe und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (Braunschweig) gemessen wurden. Da der Code alle drei räumlichen Dimensionen und alle drei Geschwindigkeitsdimensionen berücksichtigt, kann er sehr detaillierte Informationen über den Neutronenstrahl liefern. Die Ergebnisse können beispielsweise für die Konstruktion einer Abschirmung benutzt werden, ebenso wie für das Design eines Lithium-Targets. In dieser Arbeit wird der Code benutzt, um die Neutronenstrahl-Eigenschaften vorherzusagen, wie sie an Frankfurter Neutronen-Quelle am Stern-Gerlach-Zentrum (FRANZ) auftreten werden. Für verschiedene Protonenstrahl-Energien wird die Neutronen-Verteilung in x/p_x, y/p_y, and z/p_z sowie als Mollweide-Projektion gezeigt. Dort zeigt sich der Effekt der kinematischen Kollimation besonders gut, der den Öffnungswinkel des Neutronenkegels auf Werte unter 180 Grad beschränkt.