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Der TRIGA Mark II Forschungsreaktor des Atominstituts der Technischen Universität Wien besitzt vier Strahlrohre (drei radiale und ein tangentiales) an denen Experimente mit Neutronen durchgeführt werden. An einem der radialen Rohre soll an einem permanenten Experimentierplatz das gesamte thermische Spektrum mit einem Strahlquerschnitt von bis zu 6 × 6 cm2 genutzt werden können. Um dieses thermische Spektrum zur Verfügung zu stellen und den Anforderungen des Strahlenschutzes gerecht zu werden, werden in dieser Arbeit die dazu nötigen Methoden diskutiert. Ein Hauptaugenmerk wurde hierbeiauf Neutronen- sowie Gammastrahlenfilter gelegt.Hierzu werden verschiedene Materialien zur Abschwächung von Gammastrahlung sowie Neutronenstrahlung analysiert. Die Abschwächung und die Transmission durch diese Materialien wird mittels experimenteller Daten verschiedener Gruppen berechnet, um ein zufriedenstellendes Verhältnis der Abschwächung ungewünschter Anteile (Gammastrahlung, schnelle Neutronen) zur Transmission der thermischen Neutronen zu erhalten. Aus diesen Berechnungen gehen Bismut zur Abschwächung der Gammastrahlung und Saphir zur Reduktion der schnellen Neutronen im Strahl als die besten Materialien hervor.Die Auswirkungen der Filter auf den thermischen Neutronenstrahl soll nach dem Einbau der Filter untersucht werden. Hierfür wird ein Kristallspektrometer in Virtual Instrumentation Tool for Neutron Scattering at Pulsed and Continuous Sources (VITESS) simuliert und anschließend aufgebaut. Dieses besteht aus zwei Drehtischen, welche durch DC-Motoren angetrieben werden, einem Graphitkristall, Blenden aus boriertem Kunststoff und einem 3He-Zählrohr. Der restliche Aufbau besteht hauptsächlich aus Aluminiumprofilen. Das gemessene Neutronenspektrum wird anschließend mit weiteren VITESS-Simulationenverglichen, um einerseits die Messung zu überprüfen und andererseits mehr Einsicht in die Funktionsweise der Simulation zu erhalten., The TRIGA Mark II research reactor of the Institute of Atomic and Subatomic Physics in Vienna has four beamtubes - three radial and one tangetial to the reactor core. At one radial tube, it should be possible to use the entire thermal spectrum with a beam cross-section of up to 6 × 6 cm2 at a permanent experimental setup. In order to make this thermal spectrum available and to meet the requirements of radiation protection, the required methods are discussed in this paper. The main focus was placed on neutron and gamma ray filters.Various materials for attenuating gamma radiation and neutron radiation are analysed. The attenuation and transmission through these materials is calculated using experimental data from different groups to obtain a satisfactory ratio of attenuation of unwanted components (gamma rays, fast neutrons) to transmission of thermal neutrons. From these calculations, bismuth for attenuating the gamma rays and sapphire for reducing the fast neutrons in the beam emerge as the best materials. The effects of the filters on the thermal neutron beam will then be investigated after the filters have been installed. For this purpose, a crystal spectrometer will be simulated in VITESS and then set up. This consists of two turntables driven by DC motors, a graphite crystal, apertures made of borated plastics and a 3He counting tube. The rest of the construction consists mainly of aluminium profiles. The measured neutron spectrum is then compared with other VITESS simulations in order to check the measurement on the one hand and to gain more insight into the functioning of the simulation on the other.

In dieser Diplomarbeit wurde die Kleinwinkel-Streuanlage (KWS) am TRIGA Forschungsreaktor des Atominstituts der TU Wien charakterisiert und getestet. Ziel war es die wichtigen Kenngr����en, wie etwa Neutronenintensit��t und Untergrund, zu verbessern. Weiters wurde die Stabilit��t des Instruments w��hrend einer Messung, aber auch nach einer l��ngeren Messpause ��berpr��ft. Zuvor wurde jedoch das Instrument auf den neusten Stand gebracht. Dabei wurden ein Neutronenmonitor, so wie ein Probenhalter in der Anlage installiert und kalibriert. Der Neutronenmonitor hat die Aufgabe eine m��gliche Neutronenfluktuation festzustellen, wie es etwa bei einer Xenonvergiftung im Reaktor der Fall ist, und diese zu kompensieren. W��hrend der Installation des Monitors und des Probenhalters ist eine leichte Verkippung des Instrumentes aufgefallen. Zur Erh��hung der Neutronenintensit��t wurden sowohl der Analysatorkristall als auch der Detektor bewegt und Messungen an verschiedenen Positionen verglichen. Der Detektor befindet sich dabei in einer Tonne, die vor weiterem Untergrund abschirmen soll. F��r die Bewegung des Detektors musste der bereits vorhandene Kollimator auf der aus Paraffin bestehenden Tonne befestigt werden. Durch diese Modifikation bewegt sich der Kollimator mit der Tonne, und dementsprechend mit dem Detektor, mit. W��hrend der Verschiebung des Analysatorkristalls wurde eine weitere Verkippung des Instrumentes beobachtet. Diese war jedoch sehr gering und ist f��r den eigentlichen Messvorgang nicht weiters von Bedeutung, da hier weder Detektor noch Analysator verstellt werden sollten. Zu einer zuf��lligen Verstellung des Kippwinkels, ohne einer Ver��nderung des Instrumentes, kommt es sehr selten. Falls doch, dann meist nach einer l��ngeren Pause w��hrend die KWS Anlage nicht verwendet wurde. Dies kann mit einer Messung am ersten Tag jeder Woche kontrolliert und kompensiert werden. W��hrend einer Messung eines Gitters mit einer bekannten Gitterkonstante wurde eine Unstimmigkeit zwischen dem gemessenen und dem tats��chlichen Rotationswinkels des Analysatorkristalls beobachtet. Diese zeigte sich bei der Bestimmung der Wellenl��nge des Neutronenstrahles, welche sich stark von der von der theoretischen Wellenl��nge, die durch die Bragg-Bedingung gegeben ist, abwich. Nach weiteren Untersuchungen wurde die Abweichung des gemessenen und des tats��chlichen Rotationswinkels auf ein Verh��ltnis von 0.904 0.003 gesch��tzt. Mit dieser neuen Erkenntnis sollten weitere Untersuchungen in naher Zukunft folgen., In this master's thesis the ultra-small-angle scattering facility, KWS or USANS at the TRIGA reactor of the Atominstitut is characterised and tested. This has been motivated by the questions whether key parameters of the instrument, like peak intensity or background levels, could be improved and whether the instrument had stability issues. Before this was investigated the whole setup, including the PC, was updated. Furthermore a neutron monitor as well as a sample holder had to be installed, aligned and calibrated for the actual measurements. This is especially important since otherwise a possible sample would not have been centred in the neutron beam and therefore only partially measured. The monitor itself is crucial for normalising the measured data obtained under possible fluctuations of the neutron intensity. By installing the monitor as well as the sample holder, a significant tilting was indeed observed. Since an improvement of the intensity would also be advantageous, different analyser positions as well as detector positions were examined. For this purpose a collimator had to be mounted on the paraffin wax barrel which is shielding the detector. This way the collimator moves along with the detector. While changing the analyser crystal position, further tilting of the setup was observed. But compared to before the amount of tilting was significantly less. Moreover, this effect does not constitute a serious problem since during an actual measurement neither the position of the analyser nor of the detector should be changed. An actual tilting without changing anything on the setup is luckily very rare. Furthermore this seems to only happen if the instrument is not used for several weeks and even then the tilt angle only changed by a few hundred counts. This can be compensated if at the first day of each week a measurement at different tilt angles is conducted. Since the corresponding angular range is typically very small such a measurement can be done in less than an hour. During this master's thesis discrepancies of the measured analyser rotation angle and the physical angle were observed. This was first noticed as a lattice with a known lattice constant was employed to determine the neutron wavelength which resulted in a completely unrealistic wavelength value, however. By further investigating this problem, the factor, by which the angle measurement device disagreed with the expected rotation angles, was estimated to be 0.904 0.003. As a direct consequence of this result, further investigations of this should be done in the immediate future.

Ein neuer Strahlplatz am Strahlrohr B des TRIGA Reaktors am Atominstitut der TU Wien, welcher nach ��ber 3 Jahren Planungszeit im M��rz 2017 installiert wurde, erm��glicht das Experimentieren mit einem Weissen Thermischen Neutronenstrahl. Seine Charakteristika sind allerdings zun��chst noch v��llig unbekannt. In dieser Diplomarbeit werden deshalb Gr��ssen wie der thermische und schnelle Neutronenfluss, das Strahlprofill und die Divergenz des Weissen Strahls, sowie die Abschirmwirkung bzw. Ortsdosisleistung ausserhalb der Betonabschirmung und die Ortsdosisleistung f��r Neutronen und Gammastrahlung im Strahl selbst ermittelt. Eine Vielzahl an Messinstrumenten stand f��r dieses Unterfangen bereit: So wurden Messungen mit Gold- und Indiumfolien, Image Plates, Neutronen- und Gammadosisleistungsmessger��ten, sowie mit einem Diamantdetektor in verschiedensten r��umlichen Konfigurationen geplant und durchgef��hrt. F��r die Diamantdetektormessung wurde ein 2D-Verfahrtisch programmiert, welcher den Diamantdetektor entlang eines konfigurierbaren Raumrasters in horizontaler und vertikaler Richtung durch den Weissen Strahl bewegte, um dessen Profil zu bestimmen. Die in dieser Diplomarbeit gefundenen charakteristischen Gr��ssen des Weissen Strahls sollen als Grundlage f��r Planung und Durchf��hrung weiterer Experimente dienen. Die Messung der Ortsdosisleistung ausserhalb der Kammer diente zur ��berpr��fung der Abschirmcharakteristika der neu installierten Betonabschirmung. Diese Messungen bildeten die Grundlage f��r die Betriebsgenehmigung des neuen Instrumentes., A new experimental chamber at the thermal neutron beam line B of the TRIGA reactor at the Atominstitut will allow for the experimental usage of a so called thermal white beam. With its characteristic quantities remaining unknown at first, the task of this diploma thesis was to characterize the white beam by measuring its thermal and fast neutron flux, its divergence and beam profile, as well as the shielding characteristics and ambient dose rate outside of the chamber and the ambient dose rate of the neutron and gamma radiation within the white beam itself. Measuring devices used included gold and indium activation foils, image plates and a diamond detector which were each used in different spatial configurations. Measurement of the ambient dose rates required measurement devices for neutron and gamma dose rates. The diamond detector experiment required the programming of a 2D positioning stage in order to move the diamond through the neutron beam along a preconfigured space grid in vertical and horizontal direction to finally measure its beam profile. The characteristic quantities of the white beam found in this diploma thesis will serve as foundation of various scientic projects in the framework of neutron research at the TRIGA reactor of the Atominstitut. The measurement of the ambient dose rate outside of the experimental chamber allowed for ensuring its shielding characteristics. These measurements provide the basis for the permission of operation of the new experimental chamber.

Der TRIGA MK II Forschungsreaktor am Atominstitut der Technischen Universit��t Wien besitzt vier horizontale Strahlrohre. Eines dieser Strahlrohre soll eine permanente Abschirmvorrichtung erhalten, die es erlaubt, Experimenten die volle Intensit��t eines weien Neutronenstrahls zur Verf��gung zu stellen. Das Design dieser Abschirmung, vom Standpunkt des Strahlenschutzes, wird in dieser Arbeit behandelt. Der Wunsch seitens des Instituts nach einem ungew��hnlich gro��en 6 cm x 6 cm Strahlquerschnitt ist dabei eine der gr����ten Herausforderungen f��r den Strahlenschutz. Weitere Randbedingungen stellen limitierende Faktoren, wie die maximale Bodenbelastung von 5 t/m 2 und dem Platzangebot rund um den Reaktor dar. Die Abschirmung wird mit dem Programm MCNP (Monte Carlo N-Particle Transport Code) simuliert. Dabei wird auf die kritischen Elemente der Abschirmung eingegangen und abschlieend eine Gesamtevaluation der Strahlenbelastung, Dosisleistung inner- und auerhalb, sowie der zu erwartende Neutronenfuss entlang der Strahlachse diskutiert., The TRIGA MK II nuclear research reactor of the Institute of Atomic and Subatomic Physics in Vienna, operates with four neutron beam tubes. At one of These beam lines, a new shielding facility is planned, to allow experiments usage of a White neutron beam of the reactor at full power. The design of this facility, from a radiation protection point of view, is topic of this thesis. The institute requests a 6 cmx 6 cm beam cross section, which is unusally large, and therefore is a big challenge for the radiation protection. Additionally the facility will be limited in size due to the available space around the reactor and the bearing capacity of the floor of 5 t/m 2. The simulation of the radiation shielding is done with MCNP (Monte Carlo N-Particle Transport Code), developed by Los Alamos National Laboratory. Crucial parts of the shielding will be analyzed in detail and a concluding evaluation of the radiation levels, dose rates, inside and outside of thefacility, as well as the expected neutron flux is given.