neutroninfångning

Neutroninfångning är en kärnreaktion där en kärna absorberar en fri neutron och bildar en tyngre isotop eller ett sammansatt kärna, ofta följt av emission av gamma-strålar när kärnan återgår till sitt grundtillstånd. Den mest betydelsefulla vägen kallas radiativ infångning och betecknas vanligtvis (n,γ): kärna + n → kärna‑ämt + γ.

Infångningen styrs av neutronernas energi. Vid termiska neutroner följer många isotopers infångningskorssnitt ungefär 1/v-lagen, vilket innebär större sannolikhet för infångning vid låg energi. Korssnittet varierar starkt mellan isotoper och över energin och kan visa resonansstrukturer vid specifika energier. Efter infångningen kan andra reaktioner förekomma, men den dominerande vägen för stabilisering är gammaemission.

Betydelsen av neutroninfångning sträcker sig över flera fält. Inom kärnteknik påverkar den bränslets livslängd och bränslans transmutation, samt produktion av nya isotoper. Inom analytiska metoder används neutronaktiveringsanalys där det bestäms ämnesinnehåll genom att mäta de gamma-strålar som bildas efter infångningen.

I astrofysiken är neutroninfångning central för nucleosyntesen. S-processen bygger tunga, relativt stabila isotoper genom långsamma infångningar följt av beta-sönderfall, medan r-processen kräver extremt hög neutronflux och snabbt infångade neutroner i explosiva miljöer som supernovor eller neutronstjärnsmergningar. Dessa processer förklarar uppkomsten av många av de tyngre elementen.