Neutronenaktivierung

Neutronenaktivierung ist ein Vorgang, bei dem Materialien durch Neutronenstrahlung radioaktiv werden.

Die Kernreaktion, auf der die Aktivierung beruht, ist meist der Einfang eines thermischen Neutrons. Das dadurch entstehende nächst schwerere Isotop des betreffenden Elements ist in vielen Fällen radioaktiv und durch seine Gammastrahlung gut nachweisbar. Jedoch können auch andere Kernreaktionen – meist durch schnelle Neutronen ausgelöst − zu radioaktiven Produktkernen führen.

In Umgebungen mit starkem Neutronenfluss (z. B. in Zentralbereich von Kernreaktoren) führt die Neutronenaktivierung dazu, dass das betroffene Material als radioaktiver Abfall entsorgt werden muss. Manche Materialien lassen sich leichter aktivieren, da ihre Kerne besonders leicht Neutronen einfangen. Es ist daher sinnvoll, das Material geeignet zu wählen, um das Problem zu reduzieren.

Anwendungsfälle/Beispiele

• Die in einer Folie aus beispielsweise Aluminium hervorgerufene Aktivierung kann zum Nachweis freier Neutronen dienen.
• Die nachhaltige Strahlung einer Atombombe ist hauptsächlich auf die Neutronenaktivierung des umgebenden Materials zurückzuführen.
• Die Neutronenaktivierung wird für den Nachweis von Spurenelementen eingesetzt. Dazu ist die Entnahme oder gar das Auflösen einer Probe unnötig. Das Verfahren kann daher auch für Objekte angewendet werden, die nicht beschädigt werden dürfen (z.B. wertvolle Kunstwerke). Das Objekt wird dabei zwar radioaktiv, aber die Aktivität kann meist sehr gering gehalten werden; sie wird normalerweise mittels Gammaspektroskopie gemessen. In diesem Sinn ist die Neutronenaktivierung eine zerstörungsfreie Analysemethode. Die Nachweisgrenze hängt vom Element ab. Bei Eisen beträgt sie 10^-7g, bei Gold 10^-13g.

Weblinks

• Handbook on Nuclear Activation Cross-Sections, IAEA, 1974 (englisch; PDF-Datei; 5,88 MB)