Wat is een neutronendetector?
Een neutronendetector is een gespecialiseerd wetenschappelijk instrument dat, zoals men uit de naam zou kunnen vermoeden, is ontworpen om neutronen te detecteren. Neutronen zijn subatomaire deeltjes die interessant zijn voor mensen in een aantal takken van de fysica, naast mensen die in verschillende industrieën werken die verband houden met radioactieve materialen. Er is een breed scala aan toepassingen voor neutronendetectoren, waarbij dergelijke apparaten worden gevonden in natuurkundelaboratoria over de hele wereld naast andere instellingen. Over het algemeen is een effectieve neutronendetector een extreem kostbaar apparaat dat ook erg gevoelig is en speciale zorg vereist.
Het detecteren van vrije neutronen kan nogal uitdagend zijn. Ze dragen geen elektrische lading, wat betekent dat detectietechnieken die worden gebruikt voor andere soorten subatomaire deeltjes niet effectief zullen zijn bij het identificeren van neutronen. Neutronen zijn ook, net als andere subatomaire deeltjes die door wetenschappelijke onderzoekers zijn bestudeerd, erg klein, wat betekent dat een extreem gevoelig apparaat moet worden gebruikt om ze op te sporen.
Veel neutronendetectoren vertrouwen op een scintillatiedetector die reageert op neutronen die het apparaat binnenkomen. Een scintillator is een materiaal dat energie absorbeert en opnieuw als licht weergeeft; in combinatie met een lichtsensor die het licht absorbeert en verandert in een elektronische puls, kan deze reactie worden geanalyseerd om informatie over de oorspronkelijke energie te onthullen - in dit geval de neutronen. Het is ook mogelijk om optische methoden te gebruiken en om met gas gevulde detectoren te gebruiken. Met een met gas gevulde detector detecteert het apparaat niet de neutronen zelf, maar eerder de reacties die ze achterlaten. In alle gevallen moet geavanceerde software op het apparaat worden aangesloten om resultaten te registreren en te interpreteren.
Een van de meest voorkomende toepassingen van een neutronendetector is in natuurkundig onderzoek. Natuurkundigen hebben een aantal redenen om neutronen te willen detecteren, waaronder het onderzoeken van de fysische eigenschappen van verschillende elementen en isotopen. Onderzoekers kunnen neutronendetectie gebruiken in combinatie met een breed scala aan andere technieken om gegevens te verzamelen, experimenten uit te voeren en theorieën te testen, wat bijdraagt aan het steeds groeiende kennisveld in de fysica.
Neutronendetectors worden ook gebruikt bij het beheer en de controle van kernreactoren, die gecontroleerde kernreacties gebruiken voor het genereren van energie. Deze apparaten worden ook gebruikt in omgevingen waarin mensen bezorgd zijn over stralingsveiligheid; onderzoekers hebben zelfs gewerkt aan de ontwikkeling van een draagbare neutronendetector die aan de grenzen kan worden ingesteld om te detecteren dat radioactief materiaal het land wordt binnengebracht. Deze apparaten worden ook gebruikt om kosmische straling te bestuderen, een onderwerp dat van groot belang is bij astrofysici, in welk geval de neutronendetector deel kan uitmaken van een reeks sensoren en detectoren die informatie uit de ruimte onderschept.