Induzierte Radioaktivität

Neutronenaktivierung ist ein Vorgang, bei dem Materialien durch Neutronenstrahlung radioaktiv gemacht werden. Das passiert, wenn ein Atomkern ein freies Neutron einfängt. Die dabei entstehenden schweren Kerne haben einen Neutronenüberschuss und sind daher meist radioaktiv. Sie zerfallen entlang von Zerfallsreihen bis zu stabilen Kernen. Die Halbwertszeiten der dabei auftretenden Isotope können von Nanosekunden bis zu Jahrmillionen reichen.

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

Anwendungsfälle/Beispiele

• Um in beim elektrostatischen Trägheitseinschluss Kernfusion nachzuweisen, wird mit einem Geigerzähler die in einer Aluminiumfolie induzierte Radioaktivität gemessen.
• 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). Obgleich das Objekt dabei radioaktiv wird, ist die Stärke der Radioaktivität normalerweise sehr gering und möglicherweise nur von kurzer Dauer. 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)