Neutronenquellen

Neutronenquellen sind Einrichtungen, die Neutronen erzeugen und freisetzen. Neutronen sind elektrisch neutrale Teilchen, deren Wechselwirkungen mit Materie Struktur und Dynamik auf atomarer Ebene offenlegen. Sie werden in Wissenschaft, Technik und Medizin genutzt, etwa für Neutronenstreuung, Tomographie und materialwissenschaftliche Analytik.

Zu den Haupttypen gehören Kernreaktoren, Spallationsquellen, Neutronengeneratoren und radioaktive Zerfallsquellen. Kernreaktoren erzeugen Neutronen durch Kernreaktionen im Brennstoff, oft mit Moderatoren. Spallationsquellen arbeiten mit Beschleunigern, die hochenergetische Teilchen auf schwere Targetmaterialien treffen und Neutronen freisetzen. Neutronengeneratoren liefern Neutronen in kompakter Form durch Deuter- oder Tritiumreaktionen. Radioaktive Zerfallsquellen wie Californium-252 oder Am-Be emittieren ebenfalls Neutronen, jedoch mit geringeren Flüssen.

Die Energie der Neutronen reicht von thermischen Neutronen (etwa 0,025 eV) bis zu schnellen Neutronen im MeV-Bereich. Spallations- und Reaktorbetrieb erzeugen in der Regel breite Spektren und hohe Flüsse; Neutronengeneratoren liefern moderatere Ströme. Viele Anlagen können Neutronen pulsiert oder kontinuierlich emittieren, je nach Aufbau.

Anwendungen umfassen Neutronenstreuung zur Bestimmung von Materialstrukturen und Dynamik, Neutronentomographie und bildgebende Verfahren, Nichtzerstörungsprüfung sowie Grundforschung in Kern- und Festkörperphysik.

Sicherheit und Regulierung sind wesentliche Betriebsaspekte: Strahlenschutz, Abschirmung, Vermeidung von Aktivierung, Umwelt- und Sicherheitskonzepte sowie Genehmigungen und qualifiziertes Personal.