Neutronenbeschuss

Neutronenbeschuss bezeichnet das Einwirken von Neutronen auf Materie. Typische Quellen sind Kernreaktoren, Spallationsquellen oder der Zerfall radioaktiver Isotope. In Reaktorsystemen gelangen Neutronen in das Zielmaterial mit unterschiedlichen Spektren: Thermische oder epithermische Neutronen dominieren je nach Moderator- und Brennstoffkonfiguration.

Bei der Wechselwirkung können elastische Streuung, inelastische Streuung, Neutronenaufnahme (n,γ) oder Spaltung auftreten. Durch Neutronenaufnahme entstehen neue Isotope, oft radioaktiv, was die Aktivierung des Materials und die Emission von Gammastrahlung verursacht. Schnelle Neutronen können außerdem Kernprozesse auslösen oder transmutieren. Die Materialschädigung ergibt sich aus neutroneninduzierten Versetzungen, gemessen als Displacements per Atom (dpa).

Anwendungen: Die Neutronenaktivierungsanalyse (NAA) dient der quantitativen Bestimmung von Spurenstoffen in Proben. In Industrie und Medizin werden radioaktive Isotope durch Neutronenbeschuss hergestellt, zum Beispiel Cobalt-60 und Iridium-192; Mo-99 ist durch Neutronenbeschuss erzeugbar und liefert Tc-99m in der medizinischen Diagnostik.

Messung und Sicherheit: Der Ertrag eines Beschusses hängt vom Neutronenspektrum und der Flussdichte ab; relevante Größen sind der Neutronenfluss (n/cm2/s) und das Spektrum. Für Experimente werden Abschirmung, Dosimetrie und sichere Handhabung der Aktivierungsprodukte benötigt. Die Aktivierung von Bauteilen sowie die Entstehung langlebiger Abfälle machen Strahlenschutz und sichere Lagerung zu zentralen Aspekten.