Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

406 KAPITEL 8. DIE SONNE ALS STERN
Das Chlorexperiment
Der Nachweis geht über die endotherme Reaktion (negatives Vorzeichen von Q)
37
17Cl (νe, β − ) 37
18Ar Q = −0.814 MeV (8.128)
wobei das (radioaktive) Argon aus 380 000 Litern (= 610 Tonnen) einer Reinigungsflüssigkeit (Tetrachloräthylen
C2Cl4) extrahiert werden muß. Das Argon wandelt sich anschließend wieder in Cl um
(K-Einfang):
37
18Ar (β − , νe) 37
17Cl (8.129)
• ANMERKUNG
Wegen der Energieschwelle von 0.814 MeV kommt praktisch nur der pp3 Nebenzweig des pp-Zyklus zum Nachweis in
Frage:
3 He (α, γ) 7 Be(p, γ) 8 B(β + , ν) 8∗ Be(α) 4 He mit Eν ≤ 15.1 MeV
Nur 0.015% der Gesamtrate über diesen Zweig kann nachgewiesen werden.
Die Gesamtzahl nachgewiesener Neutino Reaktionen Nr ist dann für einen Fluß φ in der Zeit t (<
Halbwertszeit von Ar, t1/2 = 35 Tage) für NCl Targetatome (etwa 10 31 ) bei einem Wirkungsquerschnitt
σ:
Nr = φ t NCl σ
Für die Größe φσ hat man die Einheit SNU, solar neutrinoflux unit, gewählt: 1SNU = 10 −36 Neutrino
Reaktionen per Targetatom per Sekunde (1 Argonatom pro Tag). Bisher beträgt die Rate etwa 2.55
SNU statt der erwarteten 7.9 ± 2.6 SNU.
Das Chlorexperiment wird ergänzt durch das analoge Iridiumexperiment:
127 Ir (β − , νe) 127 Xe
welches höhere Zählraten liefern soll.
KAMIOKANDE
Nachgewiesen werden Neutrinos aus der pp3-Kette.
7 Be (β − , γ) 7 Li(p, α) 4 He
in (mittlerweile 50 000 Tonnen reinem Wasser über den Cerenkov Effekt.
Die Galliumexperimente
Alternativ zu Chlor kann man Gallium als Detektormaterial verwenden, mit der Nachweisreaktion:
71 Ga (ν, β − ) 71 Ge Q = −0.23 MeV (8.130)
Das SAGE (Soviet American Gallium) Experiment benutzt 60 Tonnen (flüssiges metallisches Gallium),
das GALLEX (beteiligte Nationen: D, F, I, USA, Israel) 30 Tonnen Galliumchlorid.
Ewartet werden 132 SNUs, was einer Rate von 20 Ge Atomen in 5 Monaten bei 30 Tonnen Ga entspricht
(also 1 po 11 Tage, der Zerfallszeit von Ge).