Techniklexikon

Neutronenindikator

Teilchenphysik, zur möglichst präzisen Messung der Flussdichte von Neutronenstrahlen verwendete radioaktive Kerne. Die Messung der Flussdichte von Neutronenstrahlen erfolgt immer über die Messung von Reaktionsraten bei einer Neutronenenergie E:

(: spektrale Neutronenflussdichte und : Reaktionsquerschnitt der Neutronen mit den N für die Reaktion relevanten Kerne im Indikator). Hierbei muss der energieabhängige Wirkungsquerschnitt möglichst genau und zusätzlich die Energieverteilung der Flussdichte bekannt sein. Mögliche Reaktionen des Indikators mit Neutronen sind der Einfang thermischer Neutronen, der Resonanzeinfang sowie bei den Schwellwertindikatoren die Reaktionen der Form A(n,p)B, A(n,a)B, A(n,xn)B mit x > 1. Gebräuchliche Neutronenindikatoren sind zum Beispiel für den Einfang thermischer Neutronen ²³Na, ²⁷Al, ³¹P, ⁵⁵Mn, ⁵⁴Fe, ⁵⁸Fe, für den Neutronennachweis über Resonanzeinfang ²³Na (Resonanzenergie bei 2,8 keV), ³¹P (27 keV), ⁵⁵Mn (337 eV), ¹⁰⁹Ag (5,19 eV). Als Schwellwertindikatoren gelten ³¹P (über ³¹P(n,p)³¹Si), ⁵⁶Fe(n,p)⁵⁶Mn, ⁵⁸Ni (⁵⁸Ni(n,2n)⁵⁷Ni) jeweils oberhalb einiger MeV. Mit ²³⁵U, ²³⁸U, ²³⁷Np, ²³⁹Pu finden Spaltreaktionen bei Neutronenenergien im MeV-Bereich statt. Die freiwerdenden Teilchen in den Reaktionen bzw. die geladenen Kerne werden meist über Plastikdetektoren nachgewiesen.