Neutronenstralen of neutronenstraling is een soort ioniserende straling die bestaat uit vrije neutronen. In tegenstelling tot alfa- of bètadeeltjes dragen neutronen geen elektrische lading en worden ze daarom niet afgebogen door elektrische velden. Ze kunnen gemakkelijker materialen binnendringen dan geladen deeltjes en kunnen aanzienlijke biologische schade veroorzaken door interacties met atoomkernen.

Neutronen worden geproduceerd bij verschillende kernreacties, zoals kernsplijting, fusie en radioactief verval. Ze worden ook gegenereerd door kosmische stralingsinteracties in de atmosfeer. Afhankelijk van hun energie kunnen neutronen in drie categorieën worden ingedeeld:

- Langzame neutronen: Deze hebben energieën van minder dan 1 elektronvolt (eV). Ze worden vaak gematigd (vertraagd) door materialen zoals water of grafiet in kernreactoren om de kettingreactie te beheersen.

- Tussenliggende neutronen: Deze hebben energieën tussen 1 eV en 10 mega-elektronvolt (MeV).

- Snelle neutronen: Deze hebben energieën groter dan 10 MeV.

Effecten op levende organismen:

Neutronen kunnen aanzienlijke biologische effecten hebben op levende organismen. Ze kunnen rechtstreeks interageren met atoomkernen, waardoor ze uiteenvallen en radioactieve isotopen produceren. Deze schade aan cellen en weefsels kan leiden tot stralingsvergiftiging, celdood en een verhoogd risico op kanker.

Neutronenstraling is vooral schadelijk voor snel delende cellen, zoals die in het beenmerg, het spijsverteringskanaal en de voortplantingsorganen. Blootstelling aan hoge niveaus van neutronenstraling kan het acute stralingssyndroom veroorzaken, dat symptomen kan omvatten zoals misselijkheid, braken, diarree, vermoeidheid en haaruitval.

Toepassingen:

Neutronenstraling heeft verschillende praktische toepassingen, waaronder:

- Geneeskunde: Neutronen worden gebruikt bij bepaalde technieken voor de behandeling van kanker, de zogenaamde neutronenvangsttherapie (NCT). Hierbij worden niet-radioactieve stoffen toegediend die zich ophopen in kankercellen en wordt de patiënt vervolgens blootgesteld aan een straal neutronen. De neutronen werken samen met de stoffen en produceren hoogenergetische straling die de kankercellen doodt en tegelijkertijd de schade aan gezond weefsel minimaliseert.

- Materiaalkunde: Neutronen worden gebruikt voor materiaalanalyse, zoals het bepalen van de kristalstructuur en samenstelling van materialen. Dit gebeurt met behulp van een techniek die neutronenverstrooiing wordt genoemd.

- Beveiliging en niet-destructief testen (NDT): Neutronenradiografie, een niet-destructieve testtechniek, maakt gebruik van neutronenbundels om objecten en materialen te inspecteren op verborgen gebreken of smokkelwaar. Het is handig voor het onderzoeken van objecten zoals vliegtuigonderdelen, splijtstofstaven en kunstwerken.

- Kernenergie: Neutronen zijn essentieel in kernreactoren om de kettingreactie in stand te houden. Langzame neutronen worden gebruikt om splijting teweeg te brengen in splijtbare materialen zoals uranium en plutonium.

- Geofysica: Neutronen worden gebruikt in geofysische studies om de samenstelling en structuur van de aardkorst en hulpbronnen, waaronder olie-, gas- en minerale afzettingen, te analyseren.

Het is belangrijk op te merken dat hoewel neutronen verschillende toepassingen hebben, er passende afscherming- en veiligheidsmaatregelen moeten worden genomen om de blootstelling aan schadelijke neutronenstraling tot een minimum te beperken.