Techniklexikon

Neutronendetektor

Teilchenphysik, zum Nachweis von Neutronen mit Hilfe von Aktivierungs- oder Spaltungsprozessen verwendbarer Detektortyp. Die Wechselwirkung des Detektormaterials mit den Neutronen führt zur Bildung radioaktiver Kerne oder zur Spaltung der Kerne im Detektor. Als Detektormaterial geeignet sind Stoffe mit hohen Wirkungsquerschnitten für Reaktionen mit Neutronen, sog. Neutronenindikatoren. Über die Aktivitätsbestimmung lässt sich die Neutronenflussdichte oder berechnen. Die Reaktionsrate  oder Aktivität des Detektormaterials ergibt sich aus der Aktivierungszeit t₁ durch die Neutronen (bei angenommer zeitlicher Konstanz der Neutronenflussdichte) und der Zerfallsrate des Spaltproduktes (t₂ ist die Zeitspanne zwischen Bestrahlung und Messung):

(A(t₂): Aktivität des Messnuklids mit der Zerfallskonstante l nach der Zeit t₂). Mit Hilfe von Spaltspurdetektoren (wie auf dem Neutronendetektor aufgebrachten Kernspurplatten) kann die Aktivität des Materials aus der Anzahl der Spuren ermittelt werden, die nach chemischem Ätzen im Material für ein optisches Mikroskop sichtbar gemacht werden können. Bis etwa 20 MeV können Neutronen über die Reaktionen mit Kernen nachgewiesen werden (z. B. ⁶Li, ¹⁰B, ³He als Füllgase in Ionisationszählern). Bis ca. 1 GeV werden Neutronen über die Rückstossprotonen bei der elastischen Streuung der Neutronen mit den Kern-Protonen gemessen, und oberhalb von etwa 5 GeV werden über inelastische Neutronen-Kern-Stösse ausgelöste hadronische Schauer zur Neutronenmessung nachgewiesen.