Vor 80 Jahren konnte James Chadwick die Existenz des Neutrons experimentell nachweisen. Heute ist die Wechselwirkung von Neutronen mit Materie eine unerlässliche Informationsquelle für Material- und Biowissenschaften.

Anfang Juni 1932 veröffentlichte die Royal Society eine Arbeit des Physikers James Chadwick, in der es gelang, die bereits zwei Jahrzehnte zuvor geäußerte Vermutung, ungeladene Teilchen könnten am Aufbau der Atomkerne beteiligt sein, zu bestätigen. Beim Beschuss von Beryllium mit Alpha-Teilchen wurde eine Strahlung freigesetzt, die in der Lage war, aus Paraffin Protonen mit hoher Energie herauszuschlagen. Chadwick verfeinerte die diesbezügliche Versuchsanordnung von Irène Joliot-Curie und Frédéric Joliot und deutet den Effekt richtig als die Wirkung von ungeladener Teilchenstrahlung.

Dazu Peter Rowlands von der Universität  Liverpool und Mitglied der Gruppe für Physikgeschichte am Physikalischen Institut: „Chadwicks Entdeckung vervollständigte das Bild des Atoms. Dank seiner umfangreichen Experimente und der Qualität der von ihm verwendeten Geräte konnte er seinen Namen in die Geschichtsbücher der Physik hineinschreiben.“

Materialuntersuchungen mit Neutronenstrahlen

Da  Neutronen keine elektrische Ladung tragen, können sie tief in Materie eindringen. Dieser Umstand wird heute in unzähligen Neutronenstreuungs- und Neutronenaktivierungsanalyse-Experimenten genutzt. In Europa zählen das Institute Lange-Langevin in Grenoble (abgekürzt ILL, Frankreich), das Paul-Scherrer-Institut in Villigen (Schweiz) und die Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz in Garching (Deutschland) zu den bedeutendsten Neutronenforschungsstätten. International beachtete wissenschaftliche Arbeit findet aber auch am Atominstitut der TU Wien statt.

Das ILL betreibt eine der stärksten Neutronenquellen der Welt und verwendet die daraus gewonnenen Neutronenstrahlen in 40 hochleistungsfähigen Instrumenten. Etwa 1.500 Forscher aus mehr als 40 Ländern besuchen das Institut jedes Jahr, darunter Chemiker, Physiker, Biologen, Kristallographen sowie Spezialisten für Magnetismus und Kernphysik.