Die einzigartigen Eigenschaften von Neutronen machen sie zu unübertroffenen Sonden für die Materialwissenschaft. Obwohl es sich um Teilchen handelt, haben sie eine wellenartige Natur mit Wellenlängen im gleichen Bereich wie Röntgenwellenlängen und dringen leicht durch feste Materie. Wie Röntgenstrahlen brechen und beugen sie sich und interferieren konstruktiv und destruktiv miteinander. Im Gegensatz zu Röntgenstrahlen, die hauptsächlich über elektromagnetische Kräfte mit den Elektronenwolken um die Atome eines Materials interagieren, interagieren Neutronen hauptsächlich über die starke Kernkraft mit Atomkernen. Folglich können sie auch verwendet werden, um die Zusammensetzung eines Materials sowohl nach Element als auch nach Isotop zu bestimmen. Neutronen interagieren mit leichten Elementen genauso stark wie mit schweren Elementen, manchmal sogar noch stärker, und es gibt viele Möglichkeiten für Isotopenmarkierungsexperimente. Mit Neutronenstreutechniken lässt sich beispielsweise leicht Wasserstoff nachweisen, der für die meisten anderen Analysemethoden ein schwieriges oder gar unmögliches Ziel darstellt. Sie unterscheiden auch Wasserstoff von Deuterium wie die Nacht vom Tag.

Dieses Webinar beschreibt die Kombination von elektrochemischen Messungen mit Neutronenreflektometrie, einer Oberflächenanalysetechnik, um Zusammensetzungs- und Strukturinformationen im Subnanometerbereich auf Elektrodenoberflächen unter elektrochemischer Kontrolle bereitzustellen, die mit anderen Mitteln nicht erhältlich sind. Es werden anschauliche Beispiele für die Verwendung der Neutronenreflektometrie zur Überwachung des Oxidfilmwachstums und der Wasserstoffabsorption auf Titan, Zirkonium und Kupfer gegeben.

An die Präsentation schließt sich eine interaktive Q&A-Runde an.

Hans (Jamie) Noël ist ein Elektrochemiker und Korrosionswissenschaftler, dessen Forschung Studien zur Zersetzung von Kernbrennstoffen und Behältermaterialien für die endgültige Entsorgung von Kernbrennstoffabfällen umfasst. Er leitet eine große und vielfältige Forschungsgruppe, die experimentelle Forschung zu vielen Aspekten der Korrosion von Kupfer, Kohlenstoffstahl, Urandioxid, rostfreien Stählen, Nickellegierungen und anderen Materialien durchführt. Zu seinen Industrieforschungspartnern zählen die Nuclear Waste Management Organization (NWMO, Toronto), die Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company (SKB, Schweden), die National Cooperative for the Disposal of Radioactive Waste (Nagra, Schweiz) und die Nuclear Waste Management Organization of Japan (NUMO, Tokio) und Canadian Nuclear Laboratories (CNL, Chalk River). Jamie erwarb einen BS- und MS-Abschluss in Chemie an der University of Guelph und einen PhD in Chemie an der University of Manitoba. Er unterrichtet ECS-Kurzkurse zu den Grundlagen der Elektrochemie auf den halbjährlichen Treffen der Gesellschaft, engagiert sich intensiv in der ECS Corrosion Division und dem ECS Education Committee und ist Mitherausgeber von KORROSION Journal. Zu seinen Auszeichnungen zählen die ECS RC Jacobsen und Lash Miller Awards, Fellow of ECS und die Western University Distinguished Research Professorship, der Faculty Scholar Award und der Florence Bucke Science Prize. Er ist Co-Autor von mehr als 130 referierten Zeitschriftenartikeln, 50 referierten Konferenzbeiträgen, 20 kommerziellen Berichten und fünf Buchkapiteln – und hat dabei auch ein paar Neutronen verstreut.

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/neutron-reflectometry-electrochemistry-surface-and-interface-analysis/