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Das Neutron

Das Neutron

Walter Bothe und James Chadwick entdeckten 1930, dass bei der Bestrahlung von Beryllium mit α-Teilchen nicht - wie damals erwartet - Bor entsteht, sondern Kohlenstoff.

B 4 9 e + H 2 4 e C 6 12 + n 0 1

Gleichzeitig entstand dabei eine sehr energiereiche Strahlung, die ein großes Durchdringungsvermögen durch Materie hatte, die aber nicht aus γ-Strahlen bestand. Die Teilchen waren zum Beispiel in der Lage, leichte Atome in schnelle Bewegungen zu versetzen. 1932 erklärte James Chadwick diese Strahlung als Strom von Teilchen, die eine ähnliche Masse wie Protonen haben. Da sie jedoch keine Ladung tragen, nannte er sie Neutronen.

Im gleichen Jahr 1932 stellte Heisenberg seine Nukleonentheorie auf.

Neutronen sind radioaktiv und zerfallen mit einer Halbwertszeit von 12,8 Minuten in Protonen und Elektronen:

n 0 1 p +1 1 + e -1 0 τ 1/2 = 12,8 min

Neutronen können über Kernreaktionen in Neutronenquellen erzeugt werden. In großen Flussdichten (Anzahl von Neutronen pro Querschnitt und Zeit) entstehen sie in Kernreaktoren. Diese Neutronen haben eine thermische Geschwindigkeitsverteilung, die kinetische Energie dieser Neutronen ist also "unscharf". Durch besondere konstruktive Maßnahmen im Reaktorinneren ist es möglich, sogenannte kalte Neutronen zu erzeugen, die eine sehr scharfe Energieverteilung aufweisen und die sich besonders gut zu Untersuchungen zur Struktur der Materie nutzen lassen (elastische und inelastische Neutronenstreuung).

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