Zwitserse natuurkundigen filteren neutronenbundels met helium-3-gas. Dit gas blijkt een geschikt contrastmiddel bij het maken van MR-longopnamen.


Bundels van neutronen hebben een zeer korte golflengte. Ze zijn daardoor geschikt om kleine details zichtbaar te maken, tot in de atomen. Neutronen botsen met de atomen van een preparaat en veranderen daardoor van snelheid en van richting. Een detector meet de snelheid en de richting van de neutronen die van het preparaat afkomen. De manier waarop dat gebeurt, hangt af van de eigenschappen van het preparaat. Die eigenschappen willen de natuurkundigen graag kennen.
Magnetische materialen geven hun geheimen niet gemakkelijk prijs. In een magneetveld wijzen de elektronen in dezelfde richting, als waren het staafmagneetjes. Bij geringe verontreinigingen met andere elementen verandert de orde in chaos. Waarom dat gebeurt is meestal onduidelijk. Om dat te kunnen onderzoeken zijn gepolariseerde neutronen zeer gewenst.

Neutronen hebben een spin: ze gedragen zich alsof ze om hun as draaien. Dat kan linksom of rechtsom. Normaal gesproken komen beide richtingen voor. In een gepolariseerde bundel draaien ze allemaal dezelfde kant op. Dr Werner Heil slaagde erin om de neutronen die dezelfde kant uitdraaien, te filteren met helium-3, een natuurlijke vorm van het element helium. De neutronenbundel gaat door een cel, gevuld met een gas dat voor meer dan de helft uit gepolariseerd helium-3 bestaat. De helium-3-deeltjes hebben alle dezelfde draairichting. Ze nemen de neutronen met een tegengestelde draairichting op en laten de neutronen met dezelfde draairichting passeren. De neutronen die de cel verlaten, hebben daardoor allemaal dezelfde draairichting.
De natuurkundigen ontdekten nog een andere toepassing voor gepolariseerd helium-3-gas, namelijk als contrastmiddel bij longfoto's met kernspintomografie. De patiënt ademt het gas in en houdt de adem in tijdens de ongeveer een halve minuut durende opname. De eerste testen met vrijwilligers toonden de mogelijkheden van dit onschadelijke gas als contrastmiddel.

Bep Franke