Az atomok az anyag legkisebb részecskéi.
Ha egy átlagos méretű almát a Föld méretűre nagyítunk, az atomok csak akkorák lesznek, mint egy alma. Az ilyen kis méretek ellenére az atom még kisebb fizikai részecskékből áll.
Az atom szerkezetét már az iskolai fizika tantárgyból ismernie kell. És mégis, emlékezzünk vissza, hogy az atom magot és elektronokat tartalmaz, amelyek olyan gyorsan forognak az atommag körül, hogy megkülönböztethetetlenekké válnak - „elektronfelhőt”, vagy az atom elektronhéját alkotják.

Elektronokáltalában a következőképpen jelölik: e − . Elektronok e− nagyon könnyű, szinte súlytalan, de van negatív elektromos töltés. Ez egyenlő -1-gyel. Az elektromos áram, amelyet mindannyian használunk, egy vezetékben futó elektronfolyam.

Atommag, amelyben szinte teljes tömege koncentrálódik, kétféle részecskéből áll - neutronokból és protonokból.

Neutronok a következőképpen jelöljük: n 0 , A protonokÍgy: p + .
Tömegét tekintve a neutronok és a protonok közel azonosak - 1,675 10-24 g és 1,673 10-24 g.
Igaz, nagyon kényelmetlen az ilyen kis részecskék tömegét grammban számolni, ezért azt szénegységek, amelyek mindegyike 1,673 10 -24 g.
Minden egyes részecske esetében, amit kapunk relatív atomtömeg, egyenlő egy atom tömegének (grammban) hányadosa osztva egy szénegység tömegével. Egy proton és egy neutron relatív atomtömege 1, de a protonok töltése pozitív és egyenlő +1, míg a neutronoknak nincs töltésük.

. Rejtvények az atomról

Egy atom összeállítható „elmében” részecskékből, mint például egy játék vagy egy autó a gyermekek építőkészletének alkatrészeiből. Csak két fontos feltételt kell betartani.

• Első feltétel: minden atomtípusnak megvan a maga saját készlet"részletek" - elemi részecskék. Például egy hidrogénatomnak biztosan lesz egy +1 pozitív töltésű magja, ami azt jelenti, hogy minden bizonnyal egy protonnal kell rendelkeznie (és nem több).
  A hidrogénatom neutronokat is tartalmazhat. Erről bővebben a következő bekezdésben.
  Az oxigénatom (a periódusos rendszer rendszáma 8) töltéssel rendelkezik nyolc pozitív töltések (+8), ami azt jelenti, hogy nyolc proton van. Mivel egy oxigénatom tömege 16 relatív egység, az oxigénmaghoz további 8 neutront adunk hozzá.
• Második feltétel hogy minden atomnak olyannak kell lennie elektromosan semleges. Ehhez elegendő elektronnal kell rendelkeznie ahhoz, hogy egyensúlyba hozza az atommag töltését. Más szavakkal, az elektronok száma egy atomban megegyezik a protonok számával a magjában, és azt is ennek az elemnek a sorozatszámát a periódusos rendszerben.

NEUTRON
Neutron

Neutron– a barionok osztályába tartozó semleges részecske. A neutron a protonnal együtt atommagokat képez. A neutron tömege m n = 938,57 MeV/s 2 ≈ 1,675·10 -24 g A neutron spinje a protonhoz hasonlóan 1/2ћ és fermion. A mágneses momentum is μ n = - 1,91μ N. , ahol μ N = e ћ /2m р с – magmagneton (m р – proton tömeg, Gauss mértékegységrendszert használunk). A neutron mérete körülbelül 10 -13 cm Három kvarkból áll: egy u-kvarkból és két d-kvarkból, azaz. kvark szerkezete udd.
A neutronnak, mivel barion, barionszáma B = +1. A neutron szabad állapotban instabil. Mivel valamivel nehezebb a protonnál (0,14%-kal), végállapotban proton képződésével bomlik. Ebben az esetben a barionszám megmaradásának törvénye nem sérül, hiszen a proton barionszáma is +1. E bomlás eredményeként elektron e - és elektron antineutrínó e is keletkezik. A bomlás a gyenge kölcsönhatás miatt következik be.

Bomlási séma n → p + e - + e.

Egy szabad neutron élettartama τ n ≈ 890 mp. Az atommagban a neutron ugyanolyan stabil lehet, mint a proton.
A neutron hadronként részt vesz az erős kölcsönhatásban.
A neutront 1932-ben fedezte fel J. Chadwick.

Neutron (elemi részecske)

Ezt a cikket Vladimir Gorunovich írta a Wikiknowledge webhely számára, azért helyezte el erre az oldalra, hogy megvédje az információkat a vandáloktól, majd kiegészítette ezen az oldalon.

A TUDOMÁNY keretein belül működő elemi részecskék térelmélete a FIZIKA által bizonyított alapokon nyugszik:

• Klasszikus elektrodinamika,
• Kvantummechanika
• A megmaradási törvények a fizika alapvető törvényei.

Ez az alapvető különbség az elemi részecskék térelmélete által használt tudományos megközelítés között - egy igaz elméletnek szigorúan a természet törvényei között kell működnie: ez a TUDOMÁNY.

A természetben nem létező elemi részecskék felhasználása, a természetben nem létező alapvető kölcsönhatások kitalálása, vagy a természetben létező kölcsönhatások mesésekkel való helyettesítése, a természet törvényeinek figyelmen kívül hagyása, matematikai manipuláció azokkal (a tudomány látszatának keltése) - ez a tudományként átadott TÜNDÉRMESE. Ennek eredményeként a fizika becsúszott a matematikai mesék világába.

1 Neutron sugara
2 A neutron mágneses nyomatéka
3 A neutron elektromos tere
4 Neutron nyugalmi tömege
5 Neutron élettartama
6 Új fizika: Neutron (elemi részecske) - összefoglaló

Neutron - elemi részecske kvantumszám L=3/2 (spin = 1/2) - barioncsoport, proton alcsoport, elektromos töltés +0 (elemi részecskék térelmélete szerinti rendszerezés).

Az elemi részecskék térelmélete szerint (tudományos alapokra épülő elmélet, amely az egyetlen, amely megkapta az összes elemi részecske megfelelő spektrumát) a neutron egy forgó polarizált váltakozó elektromágneses mezőből áll, állandó komponenssel. A Standard Modell minden megalapozatlan kijelentésének, miszerint a neutron állítólag kvarkokból áll, semmi köze a valósághoz. - A fizika kísérletileg bebizonyította, hogy a neutron elektromágneses terekkel rendelkezik (a teljes elektromos töltés nulla értéke nem jelenti a dipólus elektromos tér hiányát, amit közvetve még a Standard Modell is kénytelen volt elismerni azzal, hogy elektromos töltéseket vitt be a neutron elemeire. neutronszerkezet), és egy gravitációs mező is. A fizika 100 évvel ezelőtt remekül sejtette, hogy az elemi részecskéknek nemcsak elektromágneses terük van, hanem azokból is állnak, de elméletet csak 2010-ig lehetett felállítani. Most, 2015-ben megjelent az elemi részecskék gravitációs elmélete is, amely megállapította a gravitáció elektromágneses természetét és megkapta az elemi részecskék gravitációs terének a gravitációs egyenletektől eltérő egyenleteit, amelyek alapján egynél több matematikai tündérmese a fizikában épült.

A neutron elektromágneses terének szerkezete (E-állandó elektromos tér, H-állandó mágneses tér, váltakozó elektromágneses tér sárgával jelölve).

Energiamérleg (a teljes belső energia százalékában):

• állandó elektromos tér (E) - 0,18%,
• állandó mágneses tér (H) - 4,04%,
• váltakozó elektromágneses tér - 95,78%.

Az erős állandó mágneses tér jelenléte magyarázza a neutronok nukleáris erőinek birtoklását. A neutron szerkezetét az ábra mutatja.

A nulla elektromos töltés ellenére a neutronnak dipólus elektromos tere van.

1 Neutron sugara

Az elemi részecskék térelmélete az elemi részecske sugarát (r) a középpont és a maximális tömegsűrűség elérésének pontja közötti távolságként határozza meg.

Egy neutron esetében ez 3,3518 ∙10 -16 m. Ehhez hozzá kell adni az elektromágneses térréteg vastagságát 1,0978 ∙10 -16 m.

Ekkor az eredmény 4,4496 ∙10 -16 m lesz, így a neutron külső határának a középponttól több mint 4,4496 ∙10 -16 m távolságra kell lennie proton és ez nem meglepő. Egy elemi részecske sugarát az L kvantumszám és a nyugalmi tömeg értéke határozza meg. Mindkét részecskének ugyanaz az L és M L kvantumszáma, és nyugalmi tömegük kissé eltér.

2 A neutron mágneses nyomatéka

A kvantumelmélettel ellentétben az elemi részecskék térelmélete azt állítja, hogy az elemi részecskék mágneses tere nem az elektromos töltések spin-forgása következtében jön létre, hanem az állandó elektromos térrel egyidejűleg, az elektromágneses tér állandó összetevőjeként létezik. Ezért minden L>0 kvantumszámú elemi részecske rendelkezik mágneses mezővel.

Az elemi részecskék térelmélete nem tekinti anomálisnak a neutron mágneses momentumát - annak értékét kvantumszámok halmaza határozza meg olyan mértékben, amennyire a kvantummechanika működik egy elemi részecskében.

Tehát a neutron mágneses momentumát egy áram hozza létre:

• (0) mágneses nyomatékkal -1 eħ/m 0n c

Ezt követően megszorozzuk a neutron váltakozó elektromágneses mezőjének energiájának százalékos arányával osztva 100 százalékkal, és átalakítjuk magmagnetonokká. Nem szabad elfelejteni, hogy a magmagnetonok a proton tömegét veszik figyelembe (m 0p), és nem a neutront (m 0n), ezért a kapott eredményt meg kell szorozni az m 0p /m 0n aránnyal. Ennek eredményeként 1,91304-et kapunk.

3 A neutron elektromos tere

A nulla elektromos töltés ellenére az elemi részecskék térelmélete szerint a neutronnak állandó elektromos mezővel kell rendelkeznie. A neutront alkotó elektromágneses térnek állandó komponense van, ezért a neutronnak állandó mágneses mezővel és állandó elektromos mezővel kell rendelkeznie. Mivel az elektromos töltés nulla, az állandó elektromos tér dipólus lesz. Ez azt jelenti, hogy a neutronnak olyan állandó elektromos mezővel kell rendelkeznie, amely hasonló két elosztott párhuzamos, egyenlő nagyságú és ellentétes előjelű elektromos töltés mezőjéhez. Nagy távolságokon a neutron elektromos tere gyakorlatilag észrevehetetlen lesz a két töltésjel mezőinek kölcsönös kompenzációja miatt. De a neutronsugár nagyságrendjében lévő távolságoknál ez a mező jelentős hatással lesz a hasonló méretű elemi részecskékkel való kölcsönhatásokra. Ez mindenekelőtt a neutronnak a protonnal és a neutronnak a neutronnal való kölcsönhatására vonatkozik az atommagokban. A neutron-neutron kölcsönhatásnál ezek taszító erők az azonos forgásirányhoz, és vonzó erők az ellenkező irányban. A neutron-proton kölcsönhatásnál az erő előjele nemcsak a spinek orientációjától függ, hanem a neutron és a proton elektromágneses mezőinek forgássíkjai közötti elmozdulástól is.

Tehát a neutronnak két elosztott párhuzamos szimmetrikus gyűrű elektromos töltéséből álló dipólus elektromos mezővel kell rendelkeznie (+0,75e és -0,75e), átlagos sugara , távolabb található

A neutron elektromos dipólusmomentuma (az elemi részecskék térelmélete szerint) egyenlő:

ahol ħ a Planck-állandó, L a fő kvantumszám az elemi részecskék térelméletében, e az elemi elektromos töltés, m 0 a neutron nyugalmi tömege, m 0~ a neutronban lévő neutron nyugalmi tömege váltakozó elektromágneses tér, c a fény sebessége, P az elektromos dipólusmomentum vektora (a neutronsíkra merőleges, áthalad a részecske középpontján és a pozitív elektromos töltés felé irányul), s az átlagos távolság töltések, r e az elemi részecske elektromos sugara.

Mint látható, az elektromos töltések nagyságrendjükben közel állnak a feltételezett kvarkok töltéseihez (+2/3e=+0,666e és -2/3e=-0,666e) a neutronban, de a kvarkokkal ellentétben elektromágneses terek léteznek természetű, és az állandóhoz hasonló szerkezetű Bármely semleges elemi részecske rendelkezik elektromos mezővel, függetlenül a spin nagyságától és... .

Egy neutron elektromos dipólusterének potenciálja az (A) pontban (a közeli zónában körülbelül 10s > r > s), az SI rendszerben egyenlő:

ahol θ a dipólusmomentumvektor közötti szög Pés irány az A megfigyelési ponthoz, r 0 - normalizáló paraméter egyenlő r 0 =0,8568Lħ/(m 0~ c), ε 0 - elektromos állandó, r - távolság az elemi tengelytől (a váltakozó elektromágneses tér forgása) részecske az A megfigyelési pontig, h a részecske (a középpontján áthaladó) síkjától az A megfigyelési pontig terjedő távolság, h e a semleges elemi részecske elektromos töltésének átlagos magassága (0,5 s), | ...| - számmodul, P n - vektor nagysága P n. (A GHS rendszerben nincs szorzó.)

Egy neutron elektromos dipólusterének E erőssége (a közeli zónában kb. 10s > r > s) az SI rendszerben egyenlő:

Ahol n=r/|r| - egységvektor a dipólus közepétől a megfigyelési pont (A) irányába, a pont (∙) a skaláris szorzatot jelöli, a vektorok félkövérrel vannak kiemelve. (A GHS rendszerben nincs szorzó.)

Egy neutron elektromos dipólus térerősségének összetevői (a közeli zónában kb. 10s>r>s) hosszanti (| |) (a dipólustól egy adott pontig húzott sugárvektor mentén) és keresztirányú (_|_) SI rendszer:

ahol θ a dipólusmomentumvektor iránya közötti szög P n és a sugárvektor a megfigyelési ponthoz (nincs faktor az SGS rendszerben).

Az elektromos térerősség harmadik összetevője merőleges arra a síkra, amelyben a dipólusmomentumvektor található P n neutron és sugárvektor, - mindig egyenlő nullával.

Egy neutron (n) elektromos dipólusterének és egy másik semleges elemi részecske (2) elektromos dipól terejének kölcsönhatásának U potenciális energiája a távoli zónában (r>>s), az SI-ben. rendszer egyenlő:

ahol θ n2 a dipólus elektromos momentumok vektorai közötti szög P n és P 2, θ n - a dipólus elektromos momentum vektora közötti szög P n és vektor r, θ 2 - szög a dipólus elektromos momentum vektora között P 2 és vektor r, r- vektor a p n dipólus elektromos momentum középpontjától a p 2 dipólus elektromos momentum középpontjáig (az A megfigyelési pontig). (A GHS rendszerben nincs szorzó)

Az r 0 normalizáló paramétert azért vezetjük be, hogy csökkentsük E értékének eltérését a klasszikus elektrodinamikával és integrálszámítással a közeli zónában számítotttól. A normalizálás a neutronsíkkal párhuzamos síkban fekvő, a neutron középpontjától egy távolságra (a részecske síkjában) és h=ħ/2m 0~ c magassági eltolással eltávolított pontban történik, ahol m 0~ a váltakozó elektromágneses tér neutronjába zárt tömegmennyiség nyugalmi állapotban (neutronnál m 0~ = 0,95784 m. Minden egyenletnél az r 0 paramétert egymástól függetlenül számítjuk ki. A térsugár közelítő értéknek vehető:

A fentiekből az következik, hogy a neutron elektromos dipóltere (amelynek a természetben való létezéséről a XX. századi fizikának fogalma sem volt) a klasszikus elektrodinamika törvényei szerint kölcsönhatásba lép a töltött elemi részecskékkel.

4 Neutron nyugalmi tömege

A klasszikus elektrodinamika és az Einstein-képlet szerint az L>0 kvantumszámú elemi részecskék nyugalmi tömegét, beleértve a neutront is, elektromágneses mezőik energiájának megfelelőjeként határozzuk meg:

ahol a határozott integrált egy elemi részecske teljes elektromágneses tere átveszi, E az elektromos térerősség, H a mágneses térerősség. Itt figyelembe veszik az elektromágneses tér összes összetevőjét: állandó elektromos mezőt (amivel a neutron rendelkezik), állandó mágneses mezőt, váltakozó elektromágneses mezőt. Ez a kicsi, de a fizika szempontjából igen nagy kapacitású képlet, amely alapján az elemi részecskék gravitációs mezejének egyenleteit levezetik, nem egy mesebeli „elméletet” küld majd a hulladékkupacba – ezért néhány szerzőjük. utálom.

Amint a fenti képletből következik, a neutron nyugalmi tömegének értéke attól függ, hogy a neutron milyen körülmények között helyezkedik el. Így ha egy neutront állandó külső elektromos térbe (például atommagba) helyezünk, akkor hatással leszünk az E 2-re, ami befolyásolja a neutron tömegét és stabilitását. Hasonló helyzet áll elő, ha egy neutront állandó mágneses térbe helyezünk. Ezért az atommagban lévő neutronok bizonyos tulajdonságai eltérnek a szabad neutron tulajdonságaitól vákuumban, távol a mezőktől.

5 Neutron élettartama

A fizika által meghatározott 880 másodperces élettartam egy szabad neutronnak felel meg.

Az elemi részecskék térelmélete kimondja, hogy egy elemi részecske élettartama attól függ, hogy milyen körülmények között helyezkedik el. Ha egy neutront külső térbe (például mágneses mezőbe) helyezünk, megváltoztatjuk az elektromágneses mezőjében lévő energiát. Megválaszthatja a külső tér irányát úgy, hogy a neutron belső energiája csökkenjen. Ennek eredményeként egy neutron bomlása során kevesebb energia szabadul fel, ami megnehezíti a bomlást és meghosszabbítja az elemi részecske élettartamát. Kiválasztható a külső térerősség olyan értéke, hogy a neutron bomlása többletenergiát igényel, és ezáltal a neutron stabilizálódik. Pontosan ez figyelhető meg az atommagokban (például a deutériumban), amelyekben a szomszédos protonok mágneses tere megakadályozza az atommag neutronjainak bomlását. Más esetekben, amikor további energiát vezetnek be az atommagba, ismét lehetségessé válhat a neutronbomlás.

6 Új fizika: Neutron (elemi részecske) - összefoglaló

A Standard Modell (amelyet ebben a cikkben kihagytak, de a XX. században igaznak tartották) kijelenti, hogy a neutron három kvark kötött állapota: egy "fel" (u) és két "le" (d) kvark. a neutron javasolt kvarkszerkezete: udd ). Mivel a kvarkok természetben való jelenléte kísérletileg nem bizonyított, a természetben a feltételezett kvarkok töltésével egyenlő nagyságú elektromos töltést nem észleltek, és csak közvetett bizonyíték van, amely értelmezhető kvarknyomok jelenléteként a természetben. elemi részecskék néhány kölcsönhatása, de másként is értelmezhető, akkor az állítás A standard modell, hogy a neutronnak kvark szerkezete van, csak bizonyítatlan feltételezés marad. Bármelyik modellnek, beleértve a Standard modellt is, joga van bármilyen elemi részecskék szerkezetét feltételezni, beleértve a neutront is, de amíg a gyorsítóknál fel nem fedezik azokat a megfelelő részecskéket, amelyekből a neutron feltételezhetően áll, addig a modell állítása nem bizonyítottnak tekintendő.

A neutront leíró szabványmodell kvarkokat vezet be olyan gluonokkal, amelyek a természetben nem fordulnak elő (gluonokat sem talált senki), olyan mezőket és kölcsönhatásokat, amelyek a természetben nem léteznek, és ütközik az energiamegmaradás törvényével;

Az elemi részecskék térelmélete (New Physics) a neutront a természetben létező mezők és kölcsönhatások alapján írja le a természetben működő törvényszerűségek keretein belül - ez a TUDOMÁNY.

Vlagyimir Gorunovics

Mi az a neutron? Mi a felépítése, tulajdonságai és funkciói? A neutronok az atomokat alkotó részecskék közül a legnagyobbak, minden anyag építőkövei.

Atomszerkezet

A neutronok az atommagban találhatók, az atom egy sűrű tartományában, amely szintén tele van protonokkal (pozitív töltésű részecskékkel). Ezt a két elemet egy nukleáris erő tartja össze. A neutronok semleges töltéssel rendelkeznek. A proton pozitív töltését az elektron negatív töltésével párosítják, hogy semleges atomot hozzanak létre. Annak ellenére, hogy az atommag neutronjai nem befolyásolják az atom töltését, mégis számos olyan tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek befolyásolják az atomot, beleértve a radioaktivitás szintjét.

Neutronok, izotópok és radioaktivitás

Az atommagban található részecske egy neutron, amely 0,2%-kal nagyobb, mint a proton. Együttesen ugyanannak az elemnek a teljes tömegének 99,99%-át teszik ki, és különböző számú neutront tartalmazhatnak. Amikor a tudósok az atomtömegre utalnak, akkor az átlagos atomtömeget értik. Például a szén általában 6 neutronból és 6 protonból áll, amelyek atomtömege 12, de néha 13 atomtömeggel is megtalálható (6 proton és 7 neutron). A 14-es rendszámú szén is létezik, de ritka. Tehát a szén atomtömege átlagosan 12,011.

Ha az atomoknak különböző számú neutronjuk van, izotópoknak nevezzük őket. A tudósok megtalálták a módját, hogy ezeket a részecskéket a maghoz adják nagyobb izotópok létrehozása érdekében. A neutronok hozzáadása nem befolyásolja az atom töltését, mivel nincs töltésük. Ezek azonban növelik az atom radioaktivitását. Ez nagyon instabil atomokat eredményezhet, amelyek nagy mennyiségű energiát bocsáthatnak ki.

Mi a mag?

A kémiában az atommag az atom pozitív töltésű központja, amely protonokból és neutronokból áll. A „kernel” szó a latin magból származik, amely a „dió” vagy „mag” szó egyik formája. A kifejezést 1844-ben Michael Faraday alkotta meg az atom középpontjának leírására. Az atommag tanulmányozásával, összetételének és jellemzőinek vizsgálatával foglalkozó tudományokat magfizikának és magkémiának nevezik.

A protonokat és a neutronokat az erős nukleáris erő tartja össze. Az elektronok vonzódnak az atommaghoz, de olyan gyorsan mozognak, hogy forgásuk az atom középpontjától bizonyos távolságra történik. A pluszjelű nukleáris töltés a protonokból származik, de mi az a neutron? Ez egy olyan részecske, amelynek nincs elektromos töltése. Az atom szinte teljes tömege az atommagban található, mivel a protonok és neutronok sokkal nagyobb tömegűek, mint az elektronok. Az atommagban lévő protonok száma határozza meg az atommag elemként való azonosságát. A neutronok száma jelzi, hogy az elem melyik izotópja az atom.

Az atommag mérete

Az atommag sokkal kisebb, mint az atom teljes átmérője, mivel az elektronok távolabb is lehetnek a központtól. A hidrogénatom 145 000-szer nagyobb, mint a magja, az uránatom pedig 23 000-szer nagyobb, mint a központja. A hidrogén atommagja a legkisebb, mert egyetlen protonból áll.

A protonok és neutronok elrendeződése az atommagban

A protont és a neutronokat általában úgy ábrázolják, mint amelyek egymáshoz vannak csomagolva és egyenletesen oszlanak el gömbökbe. Ez azonban a tényleges szerkezet leegyszerűsítése. Minden nukleon (proton vagy neutron) meghatározott energiaszintet és tartományt foglalhat el. Míg a mag lehet gömb alakú, lehet körte-, gömb- vagy korong alakú is.

A protonok és neutronok magjai barionok, amelyek a legkisebbekből állnak, amelyeket kvarknak neveznek. A vonzóerő nagyon rövid hatótávolságú, ezért a protonoknak és a neutronoknak nagyon közel kell lenniük egymáshoz, hogy megköthetőek legyenek. Ez az erős vonzalom legyőzi a töltött protonok természetes taszítását.

Proton, neutron és elektron

A neutron felfedezése (1932) hatalmas lendületet adott egy olyan tudomány fejlődésének, mint a magfizika. Ezt az angol fizikusnak kell köszönnünk, aki Rutherford tanítványa volt. Mi az a neutron? Ez egy instabil részecske, amely szabad állapotban mindössze 15 perc alatt protonná, elektronná és neutrínóvá, az úgynevezett tömeg nélküli semleges részecskeké bomlik.

A részecske azért kapta a nevét, mert nincs elektromos töltése, semleges. A neutronok rendkívül sűrűek. Izolált állapotban egy neutron tömege csak 1,67·10-27, és ha veszünk egy teáskanálnyit, amely sűrűn van tele neutronokkal, akkor a keletkező anyagdarab több millió tonnát fog nyomni.

Az elem magjában lévő protonok számát atomszámnak nevezzük. Ez a szám adja meg minden elem egyedi azonosítóját. Egyes elemek, például a szén atomjaiban az atommagokban lévő protonok száma mindig azonos, de a neutronok száma változhat. Egy adott elem azon atomját, amelynek az atommagjában meghatározott számú neutron található, izotópnak nevezzük.

Veszélyesek az egyes neutronok?

Mi az a neutron? Ez egy részecske, amely a protonnal együtt benne van, azonban néha önállóan is létezhetnek. Amikor a neutronok az atommagokon kívül vannak, potenciálisan veszélyes tulajdonságokat szereznek. Amikor nagy sebességgel mozognak, halálos sugárzást bocsátanak ki. Az úgynevezett neutronbombák, amelyek arról ismertek, hogy képesek embereket és állatokat megölni, de minimális hatást gyakorolnak az élettelen fizikai struktúrákra.

A neutronok nagyon fontos részei az atomnak. E részecskék nagy sűrűsége, sebességükkel párosulva rendkívüli pusztító erőt és energiát ad nekik. Ennek eredményeként megváltoztathatják vagy akár szét is téphetik az atommagokat, amelyekbe ütköznek. Bár a neutronnak nettó semleges elektromos töltése van, töltött komponensekből áll, amelyek kioltják egymást a töltés tekintetében.

Az atomban lévő neutron egy apró részecske. A protonokhoz hasonlóan túl kicsik ahhoz, hogy még elektronmikroszkóppal is lássuk őket, de ott vannak, mert csak így magyarázható az atomok viselkedése. A neutronok nagyon fontosak egy atom stabilitása szempontjából, de az atomközponton kívül nem létezhetnek sokáig, és átlagosan mindössze 885 másodperc (kb. 15 perc) alatt bomlanak le.

A neutron (latinul semleges – sem az egyik, sem a másik) nulla elektromos töltésű elemi részecske, amelynek tömege valamivel nagyobb, mint a proton tömege. Neutron tömeg m n=939,5731(27) MeV/s 2 =1,008664967 a.e.m. =1,675 10 -27kg. Elektromos töltés =0. Spin = 1/2, a neutron engedelmeskedik a Fermi-statisztikának. A belső paritás pozitív. Izotóp spin T=1/2. Harmadik izospin vetület T 3 = -1/2. Mágneses nyomaték = -1,9130. Kötési energia az atommagban nyugalmi energia E 0 =m n c 2 = 939,5 Mev. A szabad neutron felezési idejével bomlik le T 1/2= 11 min a csatornán keresztül a gyenge interakció miatt. Kötött állapotban (az atommagban) a neutron örökké él. "A neutron kivételes helyzete a magfizikában hasonló az elektronok helyzetéhez az elektronikában." Az elektromos töltés hiánya miatt bármilyen energiájú neutron könnyen behatol az atommagba, és különféle nukleáris átalakulásokat okoz.

Hozzávetőleges neutronok osztályozása energia szerint az 1.3

A neutronok hatására számos reakció zajlik: ( n, γ), (n, p), (n,n'), (n,α), ( n,2n), (n,f).

Sugárzó befogási reakciók ( n, γ) neutronok, majd egy γ-kvantum kibocsátása lassú neutronokon alapulnak, amelyek energiája 0÷500 kev.

Példa: Mev.

Rugalmas neutronszórás ( n, n) széles körben használják gyors neutronok detektálására a visszarúgási atommagok módszerével a nyomkövetési módszerekben és a neutronok moderálására.

Rugalmatlan neutronszóráshoz ( n,n') egy neutron befogva összetett atommagot képez, amely elbomlik, és az eredeti neutron energiájánál kisebb energiájú neutront bocsát ki. Rugalmatlan neutronszórás akkor lehetséges, ha a neutron energiája többszöröse a célmag első gerjesztett állapotának energiájának. A rugalmatlan szórás egy küszöbfolyamat.

Neutronreakciók protonokat termelnek ( n, p) 0,5÷10 meV energiájú gyors neutronok hatására jön létre. A legfontosabb reakciók a trícium izotóp termelése hélium-3-ból:

Mev keresztmetszettel σ hő = 5400 istálló,

és a neutronok regisztrálása fotoemulziós módszerrel:

0,63 Mev keresztmetszettel σ hő = 1,75 istálló.

Neutronreakciók ( n,α) α-részecskék képződésével hatékonyan 0,5÷10 MeV energiájú neutronokon fordulnak elő. Néha reakciók lépnek fel termikus neutronokkal: a reakció trícium előállítására termonukleáris eszközökben.