Zielmaterialien

Zielmaterialien, oder Zielmaterialien, sind Substanzen, die in Experimenten oder Bestrahlungen als Reaktionsziele dienen. Sie können fest (Folien, Scheiben, Pellets), flüssig oder gasförmig vorhanden sein und werden meist so gewählt, dass sie die gewünschte Kernreaktion ermöglichen. Wesentliche Eigenschaften sind die Isotopenzusammensetzung und Reinheit, die Dicke bzw. Flächendichte, die chemische und mechanische Stabilität unter der Strahlung, die Wärmeleitfähigkeit sowie die Handhabbarkeit und Kompatibilität mit Rückseitenmaterialien.

Herstellung und Montage erfolgen über Dünnschichtabscheidung (Verdampfung, Sputtern), Elektrolyse, mechanische Pressung oder chemische Konversion. Zielmaterialien werden oft auf eine Träger- oder Backing-Schicht montiert (z. B. Kupfer, Aluminium, Tantal), die mechanische Festigkeit und Wärmeabführung sicherstellt. Gas-Targetzellen und flüssige Targetlösungen erfordern spezialisierte Behälter und Fenster, um den Strahldurchfluss und die Sicherheit zu gewährleisten.

Anwendungen umfassen Kernphysikexperimente zur Bestimmung von Reaktionsquerschnitten, zur Erzeugung von Spaltprodukten oder Sekundärstrahlern, sowie die Produktion medizinischer Isotope und Aktivierungsanalysen in Materialforschung und Archäometrie. Typische Materialien reichen von Wasserstoff (als Gas oder als Verbindung), Kohlenstoff, Sauerstoff, Aluminium, Kupfer, Nickel, Wolfram, Tantal, Gold, Blei bis hin zu uranhaltigen oder schwereren Isotopen, oft auch isotopen angereichert.

Sicherheit und Logistik sind zentrale Aspekte: Strahlenschutz, Lagerung, Kühlung, Entsorgung radioaktiver Abfälle und Einhaltung regulatorischer Vorgaben. Die Auswahl des Zielmaterials hängt vom gewünschten Reaktionsweg, der Strahlungsenergie, der Dicke und der Wärmeableitung sowie von chemischer Kompatibilität ab.