Neutronentomographie: Einblick ins Innere von Zähnen, Wurzelballen und Batterien
Auch Fossilien wie dieser 250 Mio. Jahre alte Lystrosaurus-Schädel lassen sich mit Neutronentomographie zerstörungsfrei untersuchen (©MfN Berlin)
Neutronentomographien haben Durchbrüche in der Zahnmedizin, Kunstgeschichte, Pflanzenphysiologie, Paläobiologie, Batterieforschung und Werkstoffanalyse ermöglicht.
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Datum:12.06.2018
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Autor:A. Rötger (mh/ktg)
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Quelle:Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
Neutronen dringen tief ins Innere der Probe ein, ohne sie dabei zu zerstören. Darüber hinaus unterscheiden Neutronen auch leichte Elemente wie Wasserstoff, Lithium oder Wasserstoffhaltige Substanzen voneinander. Weil sie selbst ein magnetisches Moment besitzen, reagieren sie auf kleinste magnetische Strukturen im Materialinnern. Dies macht Neutronen zu einem vielseitigen und mächtigen Werkzeug für die Materialforschung. Aus der Absorption der Neutronen in der Probe lassen sich 2D- oder 3D-Abbildungen errechnen, sogenannte Neutronentomographien.
Verbesserungen in den letzten Jahren haben die räumliche Auflösung bis in den Mikrometerbereich gesteigert. Auch sind nun raschere Aufnahmen möglich, was es auch erlaubt, Prozesse in Materialien zu beobachten: Ein Beispiel sind die „in operando“-Messungen einer Brennstoffzelle im laufenden Betrieb, die zeigen, wie genau sich Wasser in der Brennstoffzelle verteilt.
Die weiteren Einsatzmöglichkeiten reichen von Untersuchungen an Zähnen oder Knochen oder dem Wurzelwerk von Pflanzen bis hin zur zerstörungsfreien Analyse von historischen Objekten wie alten Schwertern und Ritterrüstungen, um Hinweise auf Fertigungsmethoden früherer Zeiten zu erhalten.
Die Publikation ‚Advances in neutron imaging‘ im Journal ‚Materials Today‘ gibt einen Überblick über neueste Entwicklungen in der Neutronentomographie.
