Zyklotron "CYCLONE 18/9"
Die Abteilung Reaktiver Transport nutzt in Leipzig das Zyklotron CYCLONE 18/9® (Ion Beam Applications, IBA, Belgien) zur Erzeugung von in der Forschung benötigten Radionukliden. An diesem Teilchenbeschleuniger stehen Protonen mit einer Energie von max. 18 MeV sowie Deuteronen mit einer festen Energie von max. 9 MeV für (p,x)- und (d,x)-Kernreaktionen zur Verfügung. Die in einer internen Ionenquelle erzeugten negativ geladenen Wasserstoff- bzw. Deuteriumionen werden beschleunigt und mit Hilfe von Stripperfolien als Protonen bzw. Deuteronen auf acht mögliche Strahlausgänge gelenkt. Dabei ist die simultane Nutzung von zwei sich gegenüberliegenden Ausgängen möglich. Der maximale Strahlstrom an einem Target beträgt 100 µA für Protonen und 40 µA für Deuteronen.
Die acht Strahlausgänge sind mit Targetstationen zur Bestrahlung von gasförmigen (z.B. Erzeugung von [11C]CO2, [11C]CH4 und [15O]O2), flüssigen (z.B. Erzeugung von [18F]F2) bzw. festen Targetmaterialien ausgestattet. Für die Kernreaktionen an Feststoffen stehen die zwei Targetstationen COSTIS 1 und COSTIS 2 zur Verfügung. Hier können scheibenförmige Targetträger (Ø = 24 mm, h = 2mm) für die Bestrahlung von Folien oder elektroplattierten Proben oder Targetkapseln (Ø = 24 mm, h = 5mm) für die Bestrahlung von Pulvern (z.B. Oxide, Nanopartikel, Salze) genutzt werden.
Übersicht über etablierte Kernreaktionen an Feststofftargets
Kernreaktion | Targetmaterial | Parameter | Anwendung |
---|---|---|---|
natLi(p,n)7Be | LiH / Nanopartikel (MWCNT) |
Ep = 2,5 MeV Ip = 5 µA |
Nanosicherheitsforschung |
natMg(d,α)22Na | Mg-Folie 300 µm |
Ed = 8,9 MeV Id = 10 µA |
Tracer für Transportuntersuchungen |
natSc(p,n)45Ti |
Sc-Folie |
Ed = 12 MeV Id = 20 µA |
Nanosicherheitsforschung (TiO2-NP) |
natTi(p,n)48V |
Ti-Folie |
Ep = 12 MeV |
Materialrecycling von metallurgischen Schlacken |
natTi(p,n)48V |
TiO2-NP |
Ep = 12 MeV Ip = 7,5 µA |
Nanosicherheitsforschung |
natV(p,n)51Cr | V-Folie 127 µm |
Ep = 11 MeV Ip = 20 µA |
Materialrecycling von metallurgischen Schlacken |
natFe(p,n)56Co | Fe-Folie 100 µm |
Ep = 13,4 MeV Ip = 22 µA |
Tracer für Transportuntersuchungen |
64Ni(p,n)64Cu | 64Ni-Elektroplate | Ep = 12 MeV Ip = 22 µA |
Tracer für Transportuntersuchungen |
natRb(p,n)85Sr | RbCl-Pellet 300 µm |
Ep = 13,4 MeV Ip = 5 µA |
Endlagerforschung (90Sr-Analog) |
natSr(p,n)88Y | SrCO3-Pellet 300 µm |
Ep = 12 MeV Ip = 3 µA |
Y als Analog für REE in Transportuntersuchungen / Extraktionsverfahren |
natY(p,n)89Zr | Y-Folie 150 µm |
Ep = 12 MeV Ip = 22 µA |
REE-Gewinnung via Erzlaugung, Zr als Hauptkontaminant |
natZr(d,n)95Nb | Zr-Folie 127 µm |
Ed = 9 MeV Id = 10 µA |
Tracer für Transportuntersuchungen |
135Ba(p,n)135La | [135Ba]BaCO3-Pellet 600 µm |
Ep = 18 MeV Ip = 12,5 µA |
REE-Gewinnung via Erzlaugung, Entwicklung von Extraktionsverfahren |
natLa(p,n)139Ce | La2O3-Pellet 300 µm |
Ep = 12,5 MeV Ip = 22 µA |
REE-Gewinnung via Erzlaugung, Entwicklung von Extraktionsverfahren |
natCe(p,2n)139Pr | CeO2-NP | Ep = 18 MeV Ip = 7,5 µA |
Nanosicherheitsforschung |