US-Wissenschaftler entschlüsseln mit Neutronen-Fingerabdrücken verborgene Kernisotope

Was die Studie zeigt

Während SAMMY üblicherweise genutzt wird, um Resonanzparameter aus experimentellen Daten zu verfeinern, half das Tool dem Team nun dabei, unbekannte Materialien zu identifizieren, indem es Neutronenresonanzsignale. „Für diese Arbeit haben wir SAMMY rückwärts angewendet", so Jesse Brown, Wissenschaftler für Kerndaten. „Wir haben den Code angewiesen, Fingerabdrücke zu identifizieren und abzugleichen, die durch Neutronendurchstrahlung gesammelt wurden, um die Zusammensetzung einer unbekannten Probe zu bestimmen." Das Team testete die Methode an Proben aus Gold, Tantal und natürlichem Hafnium.

Während Gold und Tantal als einfachere Referenzmaterialien dienten, stellte Hafnium eine deutlich größere Herausforderung dar. Dies liegt daran, dass es sechs natürlich vorkommende Isotope mit überlappenden Neutronensignaturen enthält. „Gold und Tantal sind isotopisch gesehen relativ einfach.

Natürliches Hafnium hingegen nicht", erläuterte Leal. „Es enthält sechs verschiedene Isotope, und deren Neutronensignaturen überlappen." Das System gelang es jedoch, die Signale erfolgreich zu trennen und die Materialzusammensetzung mit hoher Präzision zu identifizieren. „Die Fähigkeit, diese Signale zu trennen, zeigt, dass SAMMY in Kombination mit hochwertigen Daten komplexen Zusammensetzungen identifizieren kann", fuhr Leal fort.

Moegliche Anwendungen

Nach Angaben des Teams unterstrich dieser Erfolg das wahre Potenzial präzise Messungen in Minuten statt in Tagen durchführen, was die Arbeitsabläufe der Kernanalyse erheblich beschleunigt.

Das Team ist der Ansicht, dass die Technologie in der Reaktorforschung, bei Untersuchungen nach der Bestrahlung sowie in nuklearen forensischen Ermittlungen, die mit abgeschirmten und gefährlichen Materialien verbunden sind, könnte. „Diese Studie verdeutlicht eindeutig die entscheidende Rolle hochwertiger experimenteller Daten, die am VENUS erzeugt werden", fasste Klaus Guber, Leiter der Gruppe für Nukleardaten, in einer Pressemitteilung zusammen.