Promieniowanie neutronowe

Poza promieniowaniem alfa, beta i gamma znamy również inne rodzaje promieniowania jonizującego. Wśród nich bardzo ważne jest promieniowanie neutronowe, ponieważ odgrywa ono decydującą rolę w wytwarzaniu i wykorzystaniu energii jądrowej.

Do zainicjowania w reaktorze jądrowym reakcji łańcuchowej niezbędne są swobodne neutrony.

Swobodny neutron nie jest cząstką trwałą – ulega przemianie beta, w wyniku której powstaje proton, elektron i antyneutrino – czas połowicznego rozpadu neutronu to 614 s. Swobodne neutrony są wysyłane na przykład przez beryl, kiedy bombarduje się go cząstkami alfa z naturalnego izotopu promieniotwórczego.

Promieniowanie neutronowe istnieje także w naturze - powstaje ono na przykład w górnych warstwach atmosfery. Gdy pierwotne promieniowanie kosmiczne dociera do Ziemi, tworzy w reakcjach jądrowych ze składnikami atmosfery strumienie fotonów i cząstek wtórnych, w tym neutronów, stanowiących wtórne promieniowanie kosmiczne docierające do powierzchni Ziemi.

Emisja neutronów - przykład

Gdy cząstka alfa wnika do jądra berylu, powstaje, w wyniku zachodzącej reakcji jądrowej, niestabilny, silnie wzbudzony izotop węgla, C-13 złożony z 13 nukleonów (6 protonów i 7 neutronów). Powrót do stanu stabilnego zostaje zrealizowany przez emisję neutronu, co prowadzi do powstania izotopu węgla C-12:

$$^{9}_{4}Be + ^{4}_{2}He \rightarrow ^{13}_{6}C \rightarrow ^{12}_{6}C + ^{1}_{0}n + \gamma$$

Po prawej stronie równania widzimy symbol neutronu, jak również promieniowania gamma, na co wskazuje grecka litera γ.