Neutroniaktivointi

Neutroniaktivointi on prosessi, jossa aine altistetaan neutronisäteilylle. Käsittelyn ansiosta materiaalin atomiytimet kaappaavat vapaita neutroneja päätyen viritystilaan. Yleensä virittynyt tila on lyhytikäinen ja ydin hajoaa säteillen. Esimerkiksi indiumin (In) neutronikaappausprosessi ja purkautuminen tapahtuvat seuraavasti:

$^{115}In+n\rightarrow ^{116*}In+\gamma$

$^{116*}In\rightarrow ^{115}Sn+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}$.

Edellä * tarkoittaa metastabiilia tilaa, $e^{-}$ on ytimestä irtoava elektroni eli beetahiukkanen ja ${\bar {\nu }}_{e}$ on antineutriino. Viritystilan purkautuessa indiumatomi muuttuu tinaksi.

Muissa tapauksissa ja riippuen neutronin kineettisestä energiasta, neutronisieppaus voi aiheuttaa fission. Esimerkiksi yksi tällainen fissioon johtava reaktio:

$^{9}Be+n\rightarrow 2(^{4}He)+2n+energiaa$.

Paikoissa, joissa neutronivuo on tiheä, kuten ydinreaktoreiden ytimissä, neutroniaktivointi aiheuttaa materiaalien eroosiota. Kyseiset materiaalit luokitellaan matala-aktiiviseksi jätteeksi reaktorin purkamisen yhteydessä. Tietyt materiaalit ovat alttiimpia neutroniaktivaatiolle kuin toiset, joten sopivasti valituilla materiaaleilla neutroniaktivaation ongelmia voidaan vähentää.

Lähteet

• Krane, Kenneth S.: Introductory Nuclear Physics. John Wiley & Sons, 1987. ISBN 0-471-80553-X. Teoksen verkkoversio (pdf). (englanniksi)

Aiheesta muualla

• Handbook on Nuclear Activation Cross-Sections, IAEA, 1974