2.

Vorkommen und Nachweis

Neutronen kommen praktisch in den Atomkernen aller chemischen Elemente vor, deren Massenzahl größer als eins ist. Freie, vom Kern losgelöste Neutronen entstehen bei Kernspaltungen (siehe Kernenergie) oder Kernreaktionen wie etwa beim Zusammenstoß von Berylliumatomen (⁹Be) und Alphateilchen (⁴He):

9Be + 4He → 12C + 1n.

Freie Neutronen sind instabil, d. h., sie wandeln sich durch Betazerfall in Proton, Elektron und Antielektronneutrino um. Die Halbwertszeit freier Neutronen liegt bei T_1/2 = 616 Sekunden, ihre mittlere Lebensdauer bei etwa 900 Sekunden.

Neutronen lassen sich indirekt über Kernreaktionen nachweisen, d. h. durch bestimmte dabei freigesetzte Produkte, z. B. Protonen (p) oder Tritium (³H) bei der Reaktion mit Helium-3:

1n + 3He → 3H + 1p.

Eine andere Möglichkeit des Nachweises bieten Rückstreu- oder Rückstoßreaktionen an wasserstoffhaltigen Substanzen (z. B. Kohlenwasserstoffe wie Paraffin). Dabei werden die Neutronen an den Wasserstoffkernen oder Protonen gestreut und geben ihre Energie teilweise an die Protonen ab, die anschließend z. B. mit Szintillationszählern (siehe Teilchendetektoren) registriert werden. Eine dritte Nachweismöglichkeit bietet schließlich eine Art photographische Methode: Die Neutronenstrahlen hinterlassen auf Kernemulsionen Spuren, die durch Streuung der Neutronen an dem Emulsionsmaterial entstehen. Die Spuren macht man anschließend durch chemische Verfahren (Ätzen) sichtbar.