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Lexikon der Biologie: Neutronenbeugungsuntersuchungen

Neutronenbeugungsuntersuchungen, kristallstrukturanalytisches Verfahren zur Bestimmung des Abstands von Atomkernen. Neutronen, denen man wie jedem Partikel auch eine sog. Materiewelle (de-Broglie-Welle) zuordnen kann, können wie elektromagnetische Wellen (elektromagnetisches Feld) an einzelnen Ebenen eines Kristalls reflektiert werden. Unter bestimmten geometrischen Voraussetzungen überlagern sich diese Materiewellen konstruktiv und führen zu einer Verstärkung der reflektierten Strahlung (Bragg-Reflex). Anhand solcher Reflexe kann der Abstand einzelner Streuzentren ermittelt werden. Soweit ist die kohärente Streuung von Neutronen ganz analog zur Streuung von Röntgenstrahlen (Röntgenkristallographie, Röntgenstrukturanalyse) in Kristallen. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß in einem Material mit leichten und schweren Atomen die Röntgen-Interferenz der leichten Atome meist von jenen der schweren Atome überlagert wird, da der Streuquerschnitt für Röntgenstrahlung quadratisch mit der Kernladungszahl (Zahl der Protonen) steigt, für Neutronenstreuung jedoch bei allen Kernen etwa in der gleichen Größenordnung liegt. Ein weiterer Vorteil langsamer, subthermischer Neutronen liegt in der Tatsache begründet, daß sie als neutrale Teilchen nicht auf elektrische Felder reagieren und deshalb von der Atomhülle "keine Notiz nehmen". Streupartner ist einzig und allein der Atomkern. In der Biologie kommen Neutronenbeugungsuntersuchungen z.B. bei der Strukturaufklärung von Ribosomen zum Einsatz.

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