Neutroneninduzierte

Neutroneninduzierte Prozesse bezeichnen Kernreaktionen, die durch den Einfall eines Neutrons auf einen Atomkern ausgelöst werden. Typische Reaktionskanäle sind der Neutroneneinfang (n,γ), bei dem der Kern ein Neutron aufnimmt und anschließend ein Photon abgibt, sowie die neutroneninduzierte Spaltung (n,f). Daneben treten weitere Reaktionen auf, wie (n,p), (n,α) oder (n,2n), deren Wahrscheinlichkeiten stark von der Art des Kerns und der Energie der Neutronen abhängen. Die Reaktionsprozesse werden durch Querschnitte beschrieben, die je nach Neutronenergien von thermischen (etwa 0,025 eV) bis zu schnellen (MeV) Bereichen variieren.

Die Bedeutung der neutroneninduzier­ten Reaktionen liegt in ihrer wesentlichen Rolle für die Energiegewinnung in Kernkraftwerken, für die Produktion radioaktiver Isotope und für materialwissenschaftliche Analysen. In der Aktivierungsanalyse werden Proben mit Neutronen bestrahlt, wodurch sie radioaktiv werden; aus dem emittierten Strah­lungsspektrum lassen sich Elementzusammensetzung und Spurenstoffe bestimmen. Neutroneneinfänge führen außerdem zur Bildung neuer Nuklide, die in der Kerntechnik als Brennmaterial oder als Abfallprodukte auftreten. Die Querschnitte der verschiedenen Kanäle und ihr Energieverhalten sind deshalb zentrale Größen in der Kerntechnik und in der Nuklearforschung.

In der Astrophysik spielen neutroneninduzierte Reaktionen eine Schlüsselrolle bei der Synthese schwerer Elemente. Im s- und r-Prozess fangen Kerne Neutronen unter unterschiedlichen Bedingungen ein, wodurch sich die Bahnen der Nuklide durch das Nukleosyntheseareal verschieben. Experimentell und theoretisch werden diese Prozesse durch Messungen von Neutronenquellen, Reaktionskanälen und Energien untersucht, um Kreuzabschnitte und Reaktionsketten besser zu verstehen.