Radiasi Partikel tak Bermuatan (Neutron)

Radiasi  ini  merupakan  pancaran  energi  dalam  bentuk  partikel  neutron yang tidak  bermuatan  listrik  dan  mempunyai  massa  1 sma (satuan massa atom). Radiasi  ini  lebih  banyak  dihasilkan  bukan  oleh  inti  atom  yang  tidak  stabil (radioisotop) melainkan oleh proses reaksi inti seperti contoh sumber AmBe di atas ataupun reaksi fisi di reaktor nuklir.

Karena  tidak  bermuatan  listrik,  mekanisme  interaksi  radiasi  neutron  lebih dominan   secara   mekanik,   yaitu   peristiwa   tumbukan   baik   secara   elastik maupun   tidak   elastik.   Sebagaimana   radiasi   partikel   bermuatan,   radiasi neutron juga mempunyai potensi melakukan reaksi inti.

Neutron merupakan partikel penyusun inti atom yang bermassa 1 sma dan tidak bermuatan listrik, sehingga diberi notasi _on¹. Radiasi neutron dari inti atom sebetulnya sulit terjadi. Meskipun demikian, pemancaran neutron ini biasanya hanya terjadi pada unsure-unsur hasil fisi dengan waktu paro yang sangat pendek. Contoh dari hasil pemancaran neutron adalah

₅₃I¹³⁷  →    ₊₁β^o + ₅₄Xe¹³⁷ (t1/2) = 3,84 menit)

₅₄Xe¹³⁷  →   _on¹   + ₅₄Xe¹³⁶ (stabil)

Untuk lebih jelasnya efek radiasi dalam medan dapat digambarkan sebagai berikut:

 Gambar 6: efek radiasi 

1.      Tumbukan elastik

Tumbukan  elastik  adalah  tumbukan  di  mana  total  energi  kinetik  partikel- partikel  sebelum  dan  sesudah  tumbukan  tidak  berubah.  Dalam  tumbukan elastik antara neutron dan atom bahan penyerap, sebagian energi neutron diberikan ke inti atom yang ditumbuknya sehingga atom tersebut terpental sedangkan neutronnya dibelokkan/dihamburkan.

 

Gambar 7: peristiwa tumbukan elastik

Tumbukan  elastik  terjadi  bila  atom  yang  ditumbuk  neutron  mempunyai massa  yang  sama,  atau  hampir  sama  dengan  massa  neutron  (misalnya atom  Hidrogen),  sehingga  fraksi  energi  neutron  yang  terserap  oleh  atom tersebut cukup besar.

2.      Tumbukan tidak Elastik

Proses  tumbukan  tak  elastik  sebenarnya  sama  saja  dengan  tumbukan elastik,  tetapi  energi  kinetik  sebelum  dan  sesudah  tumbukan  berbeda.  Ini terjadi  bila  massa  atom  yang  ditumbuk  neutron  jauh  lebih  besar  dari massa  neutron.  Setelah  tumbukan,  atom  tersebut  tidak  terpental,  hanya bergetar, sedang neutronnya terhamburkan.

Gambar 8: peristiwa tumbukan tidak elastik

Dalam peristiwa ini, energi neutron yang diberikan ke atom yang ditumbuknya tidak terlalu besar sehingg setelah tumbukan, energi neutron tidak banyak berkurang. Oleh karena itu, bahan yang mengandung atom-atom dengan nomor atom besar tidak efektif sebagai penahan radiasi neutron.

3.      Reaksi Inti

Bila  energi  neutron  sudah  sangat  rendah  atau  sering  disebut  sebagai neutron  termal  (En  <  0,025  eV),  maka  kemungkinan  neutron  tersebut “ditangkap”   oleh   inti   atom   bahan   penyerap   akan   dominan   sehingga membentuk inti atom baru, yang biasanya merupakan inti atom yang tidak stabil.  Peristiwa  ini  yang  disebut  sebagai  proses  aktivasi  neutron,  yaitu mengubah  bahan  yang  stabil  menjadi  bahan  radioaktif.  Peristiwa  aktivasi neutron  ini  juga  dapat  disebabkan  oleh  neutron  cepat  meskipun  dengan probabilitas kejadian yang lebih rendah.