FISSION
En kerneproces som danner neutroner.
Processen sker i en kernereaktor.
U-235 kerner fanger langsomme neutroner.
Atomkernerne bliver dermed ustabile.
Herved splittes urankernen.
Der dannes to nye kerner og udsendes samtidig 2 – 3 neutroner.
Disse udsendte neutroner kan igen splitte en urankerne som igen udsender flere neutroner.
Dermed er en kædereaktion i gang.
SPALLATION
Med en SPALLATIONSKILDE bombarderes et tungt grundstofs kerne med protoner.
Protonerne accelereres til noget nær lysets hastighed (2,5 GeV).
Det sker i en ca. 600 meter lang superledende lineær accelerator.
De hurtige protoner ender i et svinghjul af 5 ton wolfram.
Protonerne rammer ind i wolframkernerne.
Disse kerner bliver dermed ustabile.
Derfor adskilles kernernes protoner og neutroner og der udsendes gammastråler (energi).
Neutronerne indfanges og nedkøles.
Herefter transporteres de til de instrumenter, hvor de skal “neutronstråle” et emne til nærmere undersøgelse.
Spallationen har ikke problemet med en kædereaktion som fissionsprocessen har.
Desuden kan accelerationsprocessen meget nemt standses (strømmen afbrydes).
ESS
European Spallation Source
Lund i Sverige og København i Danmark (datacenter)
Verdens måske største neutronkilde?
Neutroner i termisk ligevægt med et materiale ved stuetemperatur har en bølgelængde på 0,1 – 1 nm.
Det er en bølgelængde, som kun er lidt længere end røntgenstrålings bølgelængde.
En røntgenstråle (som er fotoner) vekselvirker med elektroner.
En neutronstråling vekselvirker med atomkerner.
En neutronstråling vekselvirker kun svagt med det materiale strålingen rammer.
Det skyldes, at neutronen ikke har nogen ladning.
Men neutronen kan optage energi fra eller afgive energi til det materiale den vekselvirker svagt med.
Det betyder, at et materiale kan nærstuderes mhp vibrationsfølsomhed.
Desuden kan neutronstråling velegnet gå igennem selv meget store emner (fx. en lastbilmotor).
En anden fordel ved neutronstråling er netop vekselvirkningsprocesserne med atomkerner.
Det betyder, at en neutronstrålingen kan afspejle tilstedeværelsen af både mangan og jern.
Disse to grundstoffer har hhv. 25 og 26 protoner i kerner.
Det er en ellers meget kraftigere røntgenstråling ikke i stand til at skelne.