Neutrinodetektor

Neutrinodetektoren sind Teilchendetektoren speziell für den Nachweis und die Messung von Neutrinos.

Neutrinos werden von der normalen, uns umgebenden Materie nur sehr schwach beeinflusst, d.h. Neutrinoreaktionen besitzen einen sehr niedrigen Wirkungsquerschnitt. Deshalb müssen Neutrinodetektoren sehr groß sein, um trotz der niedrigen Wirkungsquerschnitte noch vernünftige Zählraten bei Messungen zu erhalten. Zusätzlich werden die Detektoren in großen Tiefen oder unter Bergen errichtet, damit die seltenen Neutrinoereignisse nicht durch die kosmische Strahlung verdeckt werden.

Abhängig von der Neutrinoquelle kann man die Neutrinodetektoren in drei Familien einteilen:

• solare Neutrinodetektoren
• Detektoren in der Nähe von Kernkraftwerken
• Detektoren für Neutrinostrahlen

Einige wichtige Neutrinodetektoren sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Neutrino-Experimente
Experiment	Sensitivität	Detektortyp	Detektormaterial	Reaktionstyp	Reaktion	Schwellenenergie
BOREXINO, Gran Sasso, Italien	niederenergetische solare νe	Szintillator	H2O + PC+PPO PC=C6H3(CH3)3 PPO=C15H11NO]	elastische Streuung	vx + e− → vx + e−	250–665 keV	[1]
CLEAN	niederenergetische solare νe, sowie νe aus Supernovae und Pulsaren	Szintillator	flüssiges Neon	elastische Streuung	vx + e− → vx + e− ve + 20Ne → ve + 20Ne	???	[2]
GALLEX, Gran Sasso, Italien	solare νe	radiochemisch	GaCl3 (30 t Ga)	geladener Strom	ve+71Ga → 71Ge+e−	233,2 keV	[3]
GNO, Gran Sasso, Italien	niederenergetische solare νe	radiochemisch	GaCl3 (30 t Ga)	geladener Strom	ve+71Ga → 71Ge+e−	233,2 keV	[4]
Double Chooz, Chooz	Reaktorneutrinos	Szintillator	organischer Gd-Komplex	geladener Strom (inverser Betazerfall)	νe+ p+→n + e+	1.8 MeV	[5]
HERON	hauptsächlich niederenergetische solare νe	Szintillator	superfluides Helium	neutraler Strom	ve + e− → ve + e−	1 MeV	[6]
Homestake–Chlorine, Homestake-Mine, USA	solare νe	radiochemisch	C2Cl4 (615 t)	geladener Strom	37Cl+ve → 37Ar*+e− 37Ar* → 37Cl + e+ + ve	814 keV	[7]
Homestake–Iodine, Homestake-Mine, USA	solare νe	radiochemisch	NaI	elastische Streuung, geladener Strom	ve + e− → ve + e− ve + 127I → 127Xe + e−	789 keV	[8]
ICARUS, Gran Sasso, Italien	solare und atmosphärische Neutrinos, sowie νe, νμ, ντ von CERN	Tscherenkow	flüssiges Argon	elastische Streuung	ve + e− → ve + e−	5,9 MeV	[9]
Kamiokande, Kamioka, Japan	solare und atmosphärische νe	Tscherenkow	H2O	elastische Streuung	ve + e− → ve + e−	7,5 MeV	[10]
Super-Kamiokande, Kamioka, Japan	solare und atmosphärische νe, νμ, ντ sowie νe, νμ, ντ von KEK	Tscherenkow	H2O	elastische Streuung, geladener Strom	ve+ e− → ve + e− ve + no → e− + p+ ve + p+ → e+ + no	???	[11]
LENS, Gran Sasso, Italien	niederenergetische solare νe	Szintillator	In(MVA)x	geladener Strom	ve + 115In → 115Sn+e−+2γ	120 keV	[12]
MOON, Washington, USA	niederenergetische solare νe und niederenergetische Supernova-νe	Szintillator	100Mo (1 t) + MoF6 (gasförmig)	geladener Strom	ve+100Mo → 100Tc+e−	168 keV	[13]
OPERA, Gran Sasso, Italien	νe, νμ, ντ von CERN	Hybrid	2.000 t Pb/Emulsion +Myon-Spektrometer	geladener Strom	ντ + N → τ +X	4,5 GeV	[14]
SAGE, Baksan, Russland	niederenergetische solare νe	radiochemisch	GaCl3	geladener Strom	ve+71Ga → 71Ge+e−	233,2 keV	[15]
SNO, Sudbury-Mine, Kanada	solare und atmosphärische νe, νμ, ντ	Tscherenkow	1000 t D2O	geladener Strom, neutraler Strom, elastische Streuung	ve + 21D →p++p++e− vx + 21D → vx+no+p+ ve + e− → ve + e−	6,75 MeV	[16]
UNO, Henderson-Mine, USA	solare, atmosphärische und Reaktor-νe, νμ, ντ	Tscherenkow	440.000 t H2O	elastische Streuung	ve + e− → ve + e−	???	[17]
IceCube, Südpol	solare, atmosphärische und kosmische νe, νμ, ντ, eventuell weitere	Tscherenkow	1 km³ H2O (Eis)	elastische Streuung	ve + e− → ve + e− etc.	~10 MeV	[18]

Weblinks

• Neutrinodetektor der Universität von Californien UCI