| zurück
Home |
Neutronen |
Ein Neutron besteht aus 2 down-Quarks und einem up-Quark. Sie werden durch Gluonen
(Welle) zusammengehalten. Diese stellen die starke Kraft dar. Ihre Ladung wird mit Rot, Grün und Blau angegeben.
Bildquelle: Arpad Horvath via Wikimedia commons |
| allgemeines |
wichtige Baryonen |
Innerhalb von Atomen stabil. |
| Zerfall |
Zerfall außerhalb des Atomkerns:
Neutron ->
Proton + Elektron + Anti-Neutrino
| Teilchen |
Ladung |
Spin |
Bemerkungen |
| Proton |
+1 |
1/2 |
|
| Elektron |
-1 |
1/2 |
|
| Anti-Neutrino |
0 |
-1/2 |
|
| Summe |
0 |
1/2 |
|
| Neutron |
0 |
1/2 | | |
Halbwertszeit 15 Minuten. |
| Neutronenquelle |
Elementare Neutonenphysik. Berlin 1958 |
|
FRM II |
Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz in Garching |
Eine der effektivsten und modernsten Neutronenquellen der Welt |
Grundlagenforschung, Herstellung von Radioisotopen für die medizinische Diagnostik, Therapie und industriellen Anwendungen. |
| Einfang |
Je langsamer die Neutronen sind, umso leichter werden sie eingefangen.
σ ≈ 1 / V
σ: Wirkungsquerschnitt
V: Geschwindigkeit der Neutronen |
Bevorzugte Kerne: 12 < Z < 26 |
Reaktion: Neutron + Kern -> Kern + γ-Quant |
| Gadolinium-157 hat den größen Einfangquerschnitt für thermische Neutronen. |
Zirconium-88, Xenon-135 |
n + Kern -> Kern + γ
1H + n -> 2D + γ
13C + n -> 14C + γ
14N + n -> 15N + γ
31P + n -> 32P + γ |
| Elastische Streuung |
Das Neutron gibt keine Anregungsenergie an den
streuenden Kern ab. |
Neutronenenergie < 500 keV |
Wirkungsquerschnitt fast konstant.
Resonanzstellen.
Bei schweren Kernen kleiner als Einfangquerschnitt.
Bei leichten Kernen zum Teil größer als Einfangquerschnitt |
Bildquelle: Wlassow N A: Neutronen. Berlin 1959 |
| Unelastische Streuung |
Das Neutron gibt an den streuenden Kern einen Teil seiner Energie als Anregungsenergie ab. |
Neutronenenergie: 500 keV bis 10 MeV |
Z > 12 |
| Neutronenenergie: 500 keV bis 10 MeV |
Wirkungsquerschnitt:
Schwellenenergie. zum Beispiel 600 keV
Nimmt mit steigender Neutronengeschwindigkeit zu |
| Austauschreaktion |
n + Kern -> Kern + p
16O + n -> 16N + p
14N + n -> 14C + p
31P + n -> 31Si + p
|
n + Kern -> Kern + α
10B + n -> 7Li + α + 2,7 MeV γ (5%)
10B + n -> 7*Li + α + 2,32 MeV γ -> 7Li + 0,47 MeV γ (95%) |
n + Kern -> Kern + 2n |
| Kernspaltung |
|
| Spallation |
|
| langsame Neutronen |
E < 1 keV |
Thermische Neutronen: 0,025 eV, 2200m/s |
G Hertz: Lehrbuch der Kernphysik. Bd.2 Hanau 1960 |
| schnelle Neutronen |
Schnelle Neutronen verlieren viel
Bewegungsenergie bei Kollision mit Protonen. |
Ein Zusammenstoß mit schweren
Elementen führt in der Regel zum elastischen Rückstoß. |
| Schnelle Neutronen lassen sich daher mit Wasser und Kohlenwasserstoffen gut absorbieren. |
Strahlenschutztore enthalten daher neben Blei auch Wasser oder Paraffin zur Abbremsung schneller Elektronen. |
| Der Wassergehalt von Planeten lässt sich durch die Absorption von Neutronen messen. |
In der Atmosphäre entstehen schnelle Neutronen durch Höhenstrahlung. |
Die schweren Elemente des trockenen Bodens reflektieren schnelle Neutronen stark. |
So konnte der Wassergehalt von Mond und Mars bestimmt werden. |
| Quellen |
|
Teil von |
Teilchenphysik |
Atom-Physik |
Physik |
 |