Detektion von Neutronen mit der Nebelkammer

Grundlagen: Die Detektion der ungeladenen Neutronen ist nicht ganz einfach und kann meist nur indirekt über von ihnen ausgelöste Kernreaktionen erfolgen. Eine Möglichkeit ist die Aktivierung von Elementen. Die Elemente werden durch die Bestrahlung mit Neutronen radioaktiv sodass ihre Folgestrahlung gemessen werden kann. Allerdings besitzen nur langsame Neutronen eine genügend hohen Wirkungsquerschnitt für solche Aktivierungsreaktionen. Die in den meisten Quellen z,B. beim >>Fusor<< entstehenden schnellen Neutronen müssen moderiert, d.h. abgebremst werden.
Der Nachweis schneller Neutronen kann durch sogenannten Rückstossreaktionen erfolgen. Trifft z.B. ein Neutron auf ein Wasserstoffatom wird von diesem ein schnelles Proton emittiert, das durch seine hohe Ionisationsfähigkeit leicht nachzuweisen ist.

Experiment:
Für das Experiment wurde eine >>Wilson-Nebelkammer<< verwendet. Die Kammer wird in etwa 10 cm Abstand zur Fusorkugel aufgestellt. Als Target wurde Polyäthylenstreifen in der Kammer plaziert. Der Kunstoff Polyäthylen besitzt eine hohe Dichte an Wasserstoffatomen sodass die Wahrscheinlichkeit eine Rückstossreaktion erhöht ist.

Wird nun der Fusor in Betrieb genommen sieht man in der Kammer hauptsächlich feine Elektronenspuren die von der weichen Röngtenstrahlung des Fusors stammen. Bei höheren Fusorspannungen wird sogar die Kammer in die Sättigung getrieben sodass keine klaren Spuren mehr möglich sind. Man sieht auf jeden Fall das trotz der relativ niedrigen Spannung die Röntgenstrahlung nicht zu unterschätzen ist. Gerade die niedrig energetische Röntgenstrahlung ist gefährlich da sie im Körper absorbiert wird und Schäden anrichten kann

Abhilfe gegen die Störstrahlung wird mit Bleiblech erreicht das zwischen Fusor und Nebelkammer plaziert wird. Die Röntgenstrahlung wird durch die Bleiabschirmung so stark reduziert dass die Kammer auch bei höheren Fusorspannungen empfindlich bleibt und die aus dem PE-Streifen ausgelösten Protonen sichtbar werden.