Neutronisäteily

Neutronisäteily on ionisoiva säteily, joka koostuu vapaina kulkevista neutronihiukkasista. Ne ovat sähköttömiä, minkä vuoksi ne voivat kulkea aineita melko pitkälle ennen vuorovaikutusta. Neutronien energiaeskala on laaja: lämpöneutronit (noin 0,025 eV) sekä nopeita neutronia (MeV-energialla). Ei suoraan sähkövarauksensa vuoksi ne vaikuta kuten muut säteilytyypit, mutta niiden vuorovaikutukset aiheuttavat ionisaatiota materiaalissa.

Lähteet ja vuorovaikutukset: Neutronisäteilyä syntyy yleisimmin ydinreaktoreissa ja kiihdyttimissä, sekä luonnollisesti kosmisen taustasäteilyn sekundäärisenä tuotteena. Ne vuorovaikuttavat aineen ytimeen monin tavoin: elastisesti törmäämällä neutroneita hidastuu ja muuttaa suuntaansa, inelastisesti vuorovaikuttaa todennäköisesti ydinenergian muuttuessa, sekä radiatiivisessa kiinnittymisessä (n,γ) syntyy gamma-säteilyä. Nämä vuorovaikutukset riippuvat neutronien energiasta ja aineen koostumuksesta.

Suojaus ja terveysvaikutukset: Neutronit ovat voimakasta ionisointia aiheuttavia, ja liiallinen altistuminen voi aiheuttaa kudosvaurioita sekä lisää riskiä syöpään. Säteilyannoksia mitataan grayin (Gy) ja sievertin (Sv) yksiköissä; neutronien biologinen vaikutus on energiaristi riippuvaista ja esitetään RBEnä. Suojaus perustuu hidastamiseen ja neulan tallennukseen vetyä sisältävillä materiaaleilla (esim. vesi, polyeteeni, parafiini) sekä tarvittaessa boronina tai muina neutronin kiinnijäämisprineillä. Monikerroksinen suojaus ja asianmukainen monitorointi ovat keskeisiä.

Käyttö ja mittaus: Käytännön sovelluksiin kuuluvat neutrongrafia, neutroniaktivaatioanalyysi sekä materiaalien tutkimus ja teollinen karakterisointi. Tutkimuksessa ja lääketieteessä neutroneita hyödynnetään joissakin tapauksissa tarkassa analyysissa tai terapiallisissa konteksteissa (esim. boron-neutronin kiinnitys). Detektoreina käytetään esimerkiksi He-3- ja BF3-putkia sekä scintillaatioantureita, sekä erilaisia dosimetrisiä mittareita neutronien mittaukseen.