Wie werden Neutronenstrahlen erzeugt?

Neutronen werden durch die Spaltung von Uran freigesetzt. (Grafik: FRM II/TUM)

Mit dem Nachweis der Kernspaltung und der Entdeckung, dass bei der Spaltung schwerer Kerne wie z. B. Uran durch Neutronenbeschuss stets mehr als ein Neutron freigesetzt wurde, war die Grundlage für die Erzeugung von Kettenreaktionen und damit von „Neu­tronen­strahlen“ gelegt, auch wenn der Weg bis zum routinemäßigen wissenschaftlichen Einsatz noch einige Jahre dauerte und bis heute der Optimierungsprozess nicht ab­ge­schlossen ist. Maschinen, die die kontrollierte Kettenreaktion bei der Spaltung ausnutzen bezeichnet man als Kernreaktoren.

Neben der sich selbst erhaltenden Kettenreaktion ist es auch möglich, geeignete Atome („Targets“, z. B. Blei oder Wismut) mit Sekundärteilchen, z. B. Protonen zu beschießen und dadurch freie Neutronen zu erzeugen. Diese Reaktion erhält sich aber nicht selber und erlischt, wenn der Beschuss aufhört. Diese Art von Neutronenquelle bezeichnet man als Spallationsquelle.

Alles in allem gilt, dass die kontrollierte Erzeugung von intensiven, wohl definierten Neutronenstrahlen, obwohl die Materie überwiegend aus Neutronen besteht, stets aufwändige kerntechnische Anlagen benötigt.