Die Abschwächung von Röntgenstrahlen hängt streng von der Zahl der Elektronen in den Probenmaterialien ab, und somit von deren Position im Periodensystem. Wasserstoff und organische Materialien sind kaum zu sehen, und Metalle sind für Röntgenstrahlen undurchdringlich.
Neutronen wechselwirken mit den Atomkernen, und ihre Abschwächung zeigt oft gegenteiliges Verhalten zu Röntgenstrahlen: Wasserstoff und viele leichte Elemente liefern hohen Kontrast, während Metalle leicht durchdrungen werden, besonders Aluminium und Blei. Organische Materialien können innerhalb von metallischen Gefäßen detektiert werden, wie zum Beispiel Reliquienbehälter.
Aufgrund der hohen Durchdringung von Neutronen dringen sie tief in Materialien ein, und über die Gamma-Kaskade, die bei Neutronenabsorption entsteht, kann mittels Promt-GammA-Aktivierungsanalyse (PGAA) die Element-, ja sogar die Isotopenzusammensetzung in der Tiefe der Probe gemessen werden, im Gegensatz zur Röntgenfluoreszenzanalyse, die nur Informationen über die Oberflächen liefert.
PGAA und Neutronenbildgebung sind verfügbar am FRM II-Reaktor der Technischen Universität München, der Anfang 2025 seinen Betrieb wieder aufnehmen wird, aber Neutronenbildgebung einschließlich Computertomographie ist auch am Reaktor des Atominstituts Wien verfügbar.
Der Vortrag wird mehrere Beispiele für Neutronenmethoden zeigen, viele davon aus dem Bereich Kulturerbe.
ACS Nano (2023) 17, 20, 20376-20386 doi:10.1021/acsnano.3c06568
