Determination of absolute power in SNAP-50 critical assemblies by Ba¹⁴⁰ fission product measurements /

"Contract AT(30-1)-2789."

Pauli distorted double folded potential

The enhancement in the production of even-Z nuclei observed in nuclear fission has also been observed in fragments produced from heavy ion collsions. Beams of 40Ar, 40Cl, and 40Ca at 25 MeV/nucleon were impinged on 58Fe and 58Ni targets. The resulting fragments were detected using the MSU 4pi detector array, which had additional silicon detectors for better isotopic resolution. Comparison of the ratios of yields for each element showed enhancement of even-Z fragment production. The enhancement was more pronounced for reactions with a greater difference in the N/Z of the compound system. However, this effect was less for systems that were more neutron rich. The average N/Z for fragments also displayed an odd-even effect with a lower average N/Z for the even-Z fragments. This is related to the greater availability of neutron-poor isotopes for even-Z nuclei

A física da terapia de captura de nêutrons pelo boro

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Multiple particle and cluster emissions from Zr following intermediate energies photo absorption

A new approach based on a N-a cluster photoabsorption model is proposed for the understanding of the puzzling steady increase behavior of the 90Zr (e, α) yield measured at the National Bureau of Standards (NBS) within the Giant Dipole Resonance and quasideuteron energy range. The calculation takes into account the pre-equilibrium emissions of protons, neutrons and alpha particles in the framework of an extended version of the multicollisional intranuclear cascade model (MCMC). Another Monte Carlo based algorithm describes the statistical decay of the compound nucleus in terms of the competition between particle evaporation (p, n, d, α, 3He and t) and nuclear fission. The results reproduce quite successfully the 90Zr (e,α) yield, suggesting that emissions of a particles are essential for the interpretation of the exotic increase of the cross sections.

Spurenanalyse von Uran und Plutonium sowie Speziationsuntersuchungen an Plutonium mit massenspektrometrischen und kapillarelektrophoretischen Methoden

Die Elemente Uran und Plutonium besitzen seit Entdeckung der Kernspaltung und der technischen Nutzung der Kernenergie eine globale Bedeutung. So trägt Pu hauptsächlich zur Radiotoxizität von abgebrannten Brennelementen bei und erfordert im Falle einer Endlagerung in einer tiefen geologischen Formation einen sicheren Verschluss für bis zu einer Million Jahre. Das Wissen über die vorliegenden chemischen Spezies ist dabei entscheidend für das Verständnis der chemisch-physikalischen Wechselwirkungen im jeweiligen geochemischen System, insbesondere mit dem Wirtsgestein (hier Ton) und den allgegenwärtigen Huminstoffen (hier Fulvinsäure). Längerfristig sind so Vorhersagen über einen Transport des hochradioaktiven Abfalls nach Auslaugung und Austritt aus einem Endlager bis in die Biosphäre möglich. Gerade der Ultraspurenbereich, im Fernfeld eines Endlagers zu erwarten, ist dabei von besonderem Interesse. Darüber hinaus machen nuklearforensische Untersuchungen – in Hinblick auf illegal benutztes Nuklearmaterial, Schmuggel oder Nuklearterrorismus – zur Bestimmung der Herkunft, des Alters oder der Radiotoxizität isotopenselektive Nachweismethoden im Ultraspurenbereich notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wurden hierfür die Resonanzionisationsmassenspektrometrie (RIMS) zur isotopenselektiven Spuren- und Ultraspurenanalyse von U und Pu sowie die Kapillarelektrophorese (CE) gekoppelt an die induktiv gekoppelte Plasma (ICP)-Massenspektrometrie (CE-ICP-MS) zur Speziation von Pu eingesetzt. Für den isotopenselektiven Nachweis von Ultraspurenmengen von Uran mittels RIMS wurden vorbereitende Studien durchgeführt und mehrere zweifach resonante Anregungsleitern mit nicht-resonanter Ionisation untersucht. Eine Effizienz von ca. 10^-10 bei einer Nachweisgrenze von 10^12 Atomen U-238 konnte erzielt werden. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Radiochemie, TU München, wurde mittels RIMS die Isotopenzusammensetzung von Plutonium, abgetrennt aus einem panzerbrechenden Urangeschoss aus dem Kosovokonflikt, bestimmt und dieses als Waffenplutonium mit einem Gehalt von 15 pg Pu-239/g Uran identifiziert. Rückschlüsse über Herkunft und Alter des Plutoniums konnten daraus gewonnen werden. Für Studien zur Umweltüberwachung von Plutonium in Rheinland-Pfalz wurden Grund-, Oberflächen- und Klärwasserproben mittels RIMS untersucht. Oberhalb der Nachweisgrenze von ca. 10^7 Atomen Pu-239/500 mL konnte kein signifikanter Gehalt bestimmt werden. Zusätzlich wurden Klärschlammproben untersucht, wobei in einer Probe 5,1*10^7 Atome Pu-239/g gemessen wurde, was auf eine Anreicherung von Pu im Klärschlamm aus großen Wasservolumina hindeuten könnte. Speziationsuntersuchungen von Plutonium in Kontakt mit Fulvinsäure und dem Tonmineral Kaolinit wurden in Hinblick auf die Wechselwirkungen im Umfeld eines nuklearen Endlagers durchgeführt. Die Redoxkinetik von Pu(VI) in Kontakt mit Gorleben-Fulvinsäure zeigt eine mit steigendem pH zunehmend schnellere und vollständige Reduktion und ein vergleichbares Verhalten zur Huminsäure. Für ein Plutoniumgemisch aus allen vier umweltrelevanten Oxidationsstufen in Kontakt mit Gorleben-Fulvinsäure konnte nach ca. 1 Monat Kontaktzeit eine fasst vollständige Reduktion zum tri- und tetravalenten Pu beobachtet werden. Sorptionsuntersuchungen der stabilsten Oxidationsstufe, Pu(IV), in Kontakt mit Kaolinit bei pH = 0 bis 13 im Konzentrationsbereich 10^-7 bis 10^-9 mol/L verdeutlichen das ausgeprägte Sorptionsverhalten von Pu(IV) (ca. 60% bis 90% Sorption) im umweltrelevanten pH-Bereich bei einem Einsetzen der Sorption bei pH = 0 bis 2. Im Rahmen des "Colloid and Radionuclide Retardation" (CRR) Experiments im Felslabor Grimsel, Schweizer Alpen, wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Nukleare Entsorgung, Karlsruhe, die kolloidgetragene Migration von Pu(IV) in einem Grundwasserstrom durch Scherzonen im Granitgestein unter umweltrelevanten Bedingungen untersucht. Bei Zugabe von im Grundwasser stabilen Bentonitkolloiden – Bentonit wird als ein geeignetes Verschlussmaterial für nukleare Abfälle erforscht – konnte ein erhöhter Transport des Pu(IV) beobachtet werden, der durch Sorption des Pu an die mobilen Kolloide hervorgerufen wird. Zur Speziation von Plutonium im Ultraspurenbereich wurde im Rahmen dieser Arbeit an der Entwicklung der Kopplung der CE mit der sehr sensitiven RIMS gearbeitet. Das Prinzip der offline-Kopplung basiert auf dem Sammeln der zu unterschiedlichen Zeiten am Ende der Kapillare eluierten Oxidationsstufen in einzelnen Fraktionen. Aus jeder Fraktion wird ein eigenes Filament hergestellt und mit RIMS auf seinen Plutoniumgehalt untersucht. Eine erste Validierung der Methode konnte durch Bestimmung der Oxidationsstufenzusammensetzung eines bekannten Gemischs erfolgreich für einen Gehalt von ca. 6*10^9 Atome Pu-239 durchgeführt werden. Dies stellt einen möglichen Zugang zu dem erwarteten Konzentrationsbereich im Fernfeld eines Endlagers dar.

Analysis of iodine-129 in environmental materials: Quality assurance and applications

The long-lived radionuclide 129I (T 1/2 = 15.7 My) occurs in the nature in very low concentrations. Since the middle of our century the environmental levels of 129I have been dramatically changed as a consequence of civil and military use of nuclear fission. Its investigation in environmental materials is of interest for environmental surveillance, retrospective dosimetry and for the use as a natural and man-made fracers of environmental processes. We are comparing two analytical methods which presently are capable of determining 129I in environmental materials, namely radiochemical neutron activation analysis (RNAA) and accelerator mass spectrometry (AMS). Emphasis is laid upon the quality control and detection capabilities for the analysis of 129I in environmental materials. Some applications are discussed.

Substructure of the inner core of the Earth.

The rationale is disclosed for a substructure within the Earth's inner core, consisting of an actinide subcore at the center of the Earth, surrounded by a subshell composed of the products of nuclear fission and radioactive decay. Estimates are made as to possible densities, physical dimensions, and chemical compositions. The feasibility for self-sustaining nuclear fission within the subcore is demonstrated, and implications bearing on the structure and geodynamic activity of the inner core are discussed.

Capture cross sections for fast neutrons /

Work performed at the Argonne National Laboratory.

Elementary pile theory /

Mode of access: Internet.

The first pile /

Mode of access: Internet.

Improvement of a Fission-Like Model for Nuclear alpha Decay

The alpha decay constant is the product of the penetrability P and assault frequency nu(0) in the fission-like model. An effective assault frequency P-nu replacing the previous assault frequency nu(0) is introduced for improvement of a fission-like model named the generalized liquid drop model (GLDM) to describe the nuclear alpha decay process more accurately. Two analytical formulae are proposed for the effective assault frequency due to experimental data within the GLDM. The improved model can be used to give accurate calculations for alpha decay half-lives.

Testing JEFF-3.1.1 and ENDF/B-VII.1 Decay and Fission Yield Nuclear Data Libraries with Fission Pulse Neutron Emission and Decay Heat Experiments

The aim of this work is to test the present status of Evaluated Nuclear Decay and Fission Yield Data Libraries to predict decay heat and delayed neutron emission rate, average neutron energy and neutron delayed spectra after a neutron fission pulse. Calculations are performed with JEFF-3.1.1 and ENDF/B-VII.1, and these are compared with experimental values. An uncertainty propagation assessment of the current nuclear data uncertainties is performed.

Towards a complete propagation of nuclear data uncertainties Fission yields and decay data

Propagation of nuclear data uncertainties to calculated values is interesting for design purposes and libraries evaluation. XSUSA, developed at GRS, propagates cross section uncertainties to nuclear calculations. In depletion simulations, fission yields and decay data are also involved and suppose a possible source of uncertainty that must be taken into account. We have developed tools to generate varied fission yields and decay libraries and to propagate uncertainties trough depletion in order to complete the XSUSA uncertainty assessment capabilities. A simple test to probe the methodology is defined and discussed.

Identification of fission yeast nuclear markers using random polypeptide fusions with green fluorescent protein

We describe a method for identifying genes encoding proteins with stereospecific intracellular localizations in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe. Yeast are transformed with a gene library in which S. pombe genomic sequences are fused to the gene encoding the Aequorea victoria green fluorescent protein (GFP), and intracellular localizations are subsequently identified by rapid fluorescence screening in vivo. In a model application of these methods to the fission yeast nucleus, we have identified several novel genes whose products are found in specific nuclear regions, including chromatin, the nucleolus, and the mitotic spindle, and sequence similarities between some of these genes and previously identified genes encoding nuclear proteins have validated the approach. These methods will be useful in identifying additional components of the S. pombe nucleus, and further extensions of this approach should also be applicable to a more comprehensive identification of the elements of intracellular architecture in fission yeast.

The dhp1+ gene, encoding a putative nuclear 5′→3′ exoribonuclease, is required for proper chromosome segregation in fission yeast

The Schizosaccharomyces pombe dhp1+ gene is an ortholog of the Saccharomyces cerevisiae RAT1 gene, which encodes a nuclear 5′→3′ exoribonuclease, and is essential for cell viability. To clarify the cellular functions of the nuclear 5′→3′ exoribonuclease, we isolated and characterized a temperature-sensitive mutant of dhp1 (dhp1-1 mutant). The dhp1-1 mutant showed nuclear accumulation of poly(A)+ RNA at the restrictive temperature, as was already reported for the rat1 mutant. Interestingly, the dhp1-1 mutant exhibited aberrant chromosome segregation at the restrictive temperature. The dhp1-1 cells frequently contained condensed chromosomes, most of whose sister chromatids failed to separate during mitosis despite normal mitotic spindle elongation. Finally, chromosomes were displaced or unequally segregated. As similar mitotic defects were also observed in Dhp1p-depleted cells, we concluded that dhp1+ is required for proper chromosome segregation as well as for poly(A)+ RNA metabolism in fission yeast. Furthermore, we isolated a multicopy suppressor of the dhp1-1 mutant, referred to as din1+. We found that the gene product of dhp1-1 was unstable at high temperatures, but that reduced levels of Dhp1-1p could be suppressed by overexpressing Din1p at the restrictive temperature. Thus, Din1p may physically interact with Dhp1p and stabilize Dhp1p and/or restore its activity.