Neutronendetektoren

Neutronendetektoren sind Messgeräte zur Bestimmung von Neutronenströmen, ihrer Anwesenheit oder ihrer Energieverteilung. Weil Neutronen elektrisch neutral sind, arbeiten sie meist indirekt, indem sie Neutronen in messbare Signale umwandeln, etwa durch Reaktionen, die geladene Teilchen erzeugen, oder durch Lichtemission in Szintillatoren.

Die meisten Detektoren zielen auf thermische Neutronen ab, die einen großen Querschnitt für Kernreaktionen besitzen. Typische Reaktionen sind 3He(n,p)T, 10B(n,α)7Li und 6Li(n,α)T. Die Reaktionsprodukte ionisieren das Detektormedium, wodurch elektrische Signale entstehen, die gemessen werden können.

Wichtige Detektortypen sind gasgefüllte Zähler mit 3He oder BF3, boron- bzw. lithiumbeschichtete Festkörper- oder Glasdetektoren sowie Szintillatoren wie ZnS(Ag) mit LiF oder organische Szintillatoren. Für schnelle Neutronen kommen Konversionsschichten oder organische Szintillatoren zum Einsatz, oft mit Pulsformunterscheidung und Time-of-Flight-Verfahren für Energiespektren.

Anwendungen finden sich in der Grundlagenforschung (Neutronenstreuung an Materialien, Spallationsquellen), Reaktorsicherheit, Strahlenschutz und in der medizinischen Dosimetrie. Herausforderungen umfassen die Verknappung von Helium-3, Kosten und die Notwendigkeit guter Hintergrundunterdrückung sowie die Entwicklung kosteneffektiver Alternativen mit hoher Effizienz.