Frage: Was ist Neutronenaktivierung?

Marie Pichotta Beantwortet am 12 Nov 2021:

Bei Neutronenaktivierung wird eine Probe mit Neutronen „beschossen“. Die Atomkerne können dann (je nach Energie und je nachdem was es für ein Kern ist) verschiedene Prozesse durchmachen.

Vielleicht erkläre ich es noch mal genauer an einem Beispiel:
Pb-208 ist ein stabiles Blei-Isotop. Es hat 82 Protonen im Kern (die Ordnugnszahl von Blei) und 126 Neutronen. Das ergibt zusammen 208 (82+126) Nukleonen, darum Pb-208.
Wenn dieser Kern jetzt mit einem Neutron beschossen wird, kann der Kern das Neutron aufnehmen. Damit ändert sich die Anzahl der Nukleonen im Kern: immer noch 82 Protonen aber nun 127 Neutronen. Diesen „Zwischenzustand“ nennt man Compound-Kern, welcher aber nicht stabil ist. Das heißt nach kurzer Zeit will der Kern diese überschüssige Energie, die er durch das hochenergetische Neutron bekommen hat, wieder los werden.

Eine Möglichkeit dies zu tun, wäre zB, dass er einfach Energie in Form eines Photons (also eines Lichtteilchens) emittiert. Damit würde aus der Neutronenaktivierung Pb-209 entstehen. Das wäre zB ein instabiles Isotop, das heißt es zerfällt mit der Zeit und radioaktive Strahlung wird frei.

Oder aber, der Kern emittiert stattdessen ein Proton. Das heißt bei der Neutronenaktivierung wird ein Neutron vom Kern eingefangen (Pb-208 wird zu Pb-209), es bildet sich wieder dieser Compound-Kern und ein Proton verlässt den Compound Kern wieder (Pb-209 wird zu Tl-208). Thallium-208 hat 81 Protonen im Kern (also eins weniger als Blei) und 127 Neutronen. Das ergibt wieder 208 Nukleonen im Thallium-Kern (81 Protonen + 127 Neutronen).

Bei der Neutronenaktivierung gibts noch eine Vielzahl anderer Prozesse, die stattfinden können aber im Prinzip erzeugt man künstlich neue Kerne indem man Kerne mit Neutronen beschießt.

Hoffe das war halbwegs verständlich^^