Atomet janë grimcat më të vogla të materies.
Nëse zmadhoni një mollë me madhësi mesatare në madhësinë e Tokës, atomet do të bëhen vetëm sa madhësia e një molle. Pavarësisht përmasave kaq të vogla, atomi përbëhet nga grimca fizike edhe më të vogla.
Ju tashmë duhet të jeni njohur me strukturën e atomit nga kursi juaj i fizikës në shkollë. E megjithatë, le të kujtojmë se atomi përmban një bërthamë dhe elektrone, të cilat rrotullohen rreth bërthamës aq shpejt saqë bëhen të padallueshme - ato formojnë një "re elektronike", ose shtresën elektronike të atomit.

Elektronet zakonisht shënohet si më poshtë: e − . Elektronet e− shumë të lehta, pothuajse pa peshë, por kanë negative ngarkesë elektrike. Është e barabartë me -1. Rryma elektrike që ne të gjithë përdorim është një rrymë elektronesh që qarkullojnë në tela.

Bërthama atomike, në të cilën është përqendruar pothuajse e gjithë masa e saj, përbëhet nga grimca të dy llojeve - neutrone dhe protone.

Neutronet shënohet si më poshtë: n 0 , A protonet Pra: fq + .
Për sa i përket masës, neutronet dhe protonet janë pothuajse të njëjta - 1,675 10−24 g dhe 1,673 10−24 g.
Vërtetë, është shumë e papërshtatshme të numërosh masën e grimcave të tilla të vogla në gram, kështu që shprehet në njësitë e karbonit, secila prej të cilave është e barabartë me 1,673 10 −24 g.
Për çdo grimcë marrim masë atomike relative, e barabartë me herësin e masës së një atomi (në gram) pjesëtuar me masën e një njësie karboni. Masat atomike relative të një protoni dhe një neutroni janë të barabarta me 1, por ngarkesa e protoneve është pozitive dhe e barabartë me +1, ndërsa neutronet nuk kanë ngarkesë.

. Gjëegjëza rreth atomit

Një atom mund të mblidhet "në mendje" nga grimcat, si një lodër ose një makinë nga pjesët e një grupi ndërtimi për fëmijë. Është e nevojshme vetëm të respektohen dy kushte të rëndësishme.

• Kushti i parë: çdo lloj atomi ka të vetin komplet i vet"detaje" - grimcat elementare. Për shembull, një atom hidrogjeni do të ketë patjetër një bërthamë me një ngarkesë pozitive +1, që do të thotë se duhet të ketë me siguri një proton (dhe jo më shumë).
  Një atom hidrogjeni mund të përmbajë gjithashtu neutrone. Më shumë për këtë në paragrafin tjetër.
  Atomi i oksigjenit (numri serial në tabelën periodike është 8) do të ketë një bërthamë të ngarkuar tetë ngarkesa pozitive (+8), që do të thotë se ka tetë protone. Meqenëse masa e një atomi oksigjeni është 16 njësi relative, për të marrë një bërthamë oksigjeni, shtojmë 8 neutrone të tjera.
• Kushti i dytëështë se çdo atom duhet të jetë neutrale elektrike. Për ta bërë këtë, ajo duhet të ketë mjaftueshëm elektrone për të balancuar ngarkesën e bërthamës. Me fjalë të tjera, numri i elektroneve në një atom është i barabartë me numrin e protoneve në thelbin e saj, si dhe numrin serial të këtij elementi në Tabelën Periodike.

NEUTRONI
Neutron

Neutron– një grimcë neutrale që i përket klasës së barioneve. Së bashku me një proton, një neutron formon bërthamat atomike. Masa e neutronit m n = 938,57 MeV/s 2 ≈ 1,675·10 -24 g Neutroni, ashtu si protoni, ka një spin 1/2ћ dhe është një fermion.. Gjithashtu ka një moment magnetik μ n = - 1,91μ N. , ku μ N = e ћ /2m р с – magnetoni bërthamor (m р – masë protonike, përdoret sistemi Gaussian i njësive). Madhësia e një neutroni është rreth 10 -13 cm Ai përbëhet nga tre kuarkë: një u-kuark dhe dy d-kuarkë, d.m.th. struktura e tij e kuarkut është udd.
Neutroni, duke qenë një barion, ka një numër barion B = +1. Neutroni është i paqëndrueshëm në gjendje të lirë. Meqenëse është pak më i rëndë se protoni (me 0,14%), ai pëson kalbje me formimin e një protoni në gjendjen përfundimtare.

Në këtë rast, ligji i ruajtjes së numrit të barionit nuk shkelet, pasi numri i barionit të protonit është gjithashtu +1. Si rezultat i këtij zbërthimi, prodhohen edhe elektroni e - dhe elektroni antineutrino e.

Prishja ndodh për shkak të ndërveprimit të dobët.
Skema e kalbjes n → p + e - + e.
Jetëgjatësia e një neutroni të lirë është τ n ≈ 890 sek. Në bërthamën atomike, një neutron mund të jetë po aq i qëndrueshëm sa një proton.

Neutroni, duke qenë një hadron, merr pjesë në bashkëveprimin e fortë.

Neutroni u zbulua në vitin 1932 nga J. Chadwick.

Neutron (grimcë elementare)

• Ky artikull u shkrua nga Vladimir Gorunovich për faqen e internetit Wikiknowledge, i vendosur në këtë faqe për të mbrojtur informacionin nga vandalët, dhe më pas u plotësua në këtë faqe.
• Teoria e fushës së grimcave elementare, që vepron në kuadrin e SHKENCËS, bazohet në një themel të provuar nga FIZIKA:
• Elektrodinamika klasike,

Mekanika kuantike Ligjet e ruajtjes janë ligjet themelore të fizikës.

Ky është ndryshimi themelor midis qasjes shkencore të përdorur nga teoria e fushës së grimcave elementare -

1 Rrezja e neutronit
2 Momenti magnetik i neutronit
3 Fusha elektrike e një neutroni
4 Masa e pushimit neutron
5 Jetëgjatësia e neutronit
6 Fizika e re: Neutron (grimca elementare) - përmbledhje

Neutron - grimcë elementare numri kuantik L=3/2 (spin = 1/2) - grup barion, nëngrup proton, ngarkesë elektrike +0 (sistematizimi sipas teorisë së fushës së grimcave elementare).

Sipas teorisë së fushës së grimcave elementare (një teori e ndërtuar mbi një bazë shkencore dhe e vetmja që mori spektrin e saktë të të gjitha grimcave elementare), neutroni përbëhet nga një fushë elektromagnetike alternative e polarizuar rrotulluese me një përbërës konstant. Të gjitha deklaratat e pabaza të Modelit Standard se neutroni supozohet se përbëhet nga kuarke nuk kanë të bëjnë fare me realitetin. - Fizika ka vërtetuar eksperimentalisht se neutroni ka fusha elektromagnetike (vlera zero e ngarkesës totale elektrike nuk do të thotë mungesë e një fushe elektrike dipole, gjë që edhe modeli standard u detyrua të pranojë indirekt duke futur ngarkesa elektrike në elementët e struktura neutron), dhe gjithashtu një fushë gravitacionale. Fizika mendoi shkëlqyeshëm se grimcat elementare jo vetëm që kanë, por përbëhen nga fusha elektromagnetike 100 vjet më parë, por nuk ishte e mundur të ndërtohej një teori deri në vitin 2010. Tani, në vitin 2015, u shfaq edhe një teori e gravitetit të grimcave elementare, e cila vendosi natyrën elektromagnetike të gravitetit dhe mori ekuacione për fushën gravitacionale të grimcave elementare, të ndryshme nga ekuacionet e gravitetit, në bazë të së cilës më shumë se një zanë matematikore u ndërtua përralla në fizikë.

Struktura e fushës elektromagnetike të një neutroni (E-fusha elektrike konstante, fusha magnetike konstante H, fusha elektromagnetike alternative është shënuar me të verdhë).

Bilanci i energjisë (përqindja e energjisë totale të brendshme):

• fushë elektrike konstante (E) - 0,18%,
• fushë magnetike konstante (H) - 4,04%,
• fushë elektromagnetike e alternuar - 95,78%.

Prania e një fushe të fuqishme magnetike konstante shpjegon zotërimin e forcave bërthamore nga neutroni. Struktura e neutronit është paraqitur në figurë.

Pavarësisht ngarkesës elektrike zero, neutroni ka një fushë elektrike dipole.

1 Rrezja e neutronit

Teoria e fushës së grimcave elementare përcakton rrezen (r) të një grimce elementare si distancë nga qendra në pikën në të cilën arrihet dendësia maksimale e masës.

Për një neutron do të jetë 3,3518 ∙10 -16 m Kësaj duhet t'i shtojmë trashësinë e shtresës së fushës elektromagnetike 1,0978 ∙10 -16 m.

Atëherë rezultati do të jetë 4.4496 ∙10 -16 m Kështu, kufiri i jashtëm i neutronit duhet të jetë i vendosur në një distancë prej më shumë se 4.4496 ∙10 -16 m nga qendra proton dhe kjo nuk është për t'u habitur. Rrezja e një grimce elementare përcaktohet nga numri kuantik L dhe vlera e masës së mbetur. Të dy grimcat kanë të njëjtin grup numrash kuantikë L dhe M L, dhe masat e tyre të pushimit ndryshojnë pak.

2 Momenti magnetik i neutronit

Ndryshe nga teoria kuantike, teoria e fushës së grimcave elementare thotë se fushat magnetike të grimcave elementare nuk krijohen nga rrotullimi spin i ngarkesave elektrike, por ekzistojnë njëkohësisht me një fushë elektrike konstante si një përbërës konstant i fushës elektromagnetike. Prandaj, të gjitha grimcat elementare me numër kuantik L>0 kanë fusha magnetike.

Teoria e fushës së grimcave elementare nuk e konsideron momentin magnetik të neutronit si anomal - vlera e tij përcaktohet nga një grup numrash kuantikë në masën që mekanika kuantike punon në një grimcë elementare.

Pra, momenti magnetik i një neutroni krijohet nga një rrymë:

• (0) me moment magnetik -1 eħ/m 0n c

Më pas, ne e shumëzojmë atë me përqindjen e energjisë së fushës elektromagnetike alternative të neutronit të ndarë me 100 përqind dhe e shndërrojmë atë në magnetone bërthamore. Nuk duhet harruar se magnetonet bërthamore marrin parasysh masën e protonit (m 0p), dhe jo neutronin (m 0n), kështu që rezultati që rezulton duhet të shumëzohet me raportin m 0p / m 0n. Si rezultat, marrim 1.91304.

3 Fusha elektrike e një neutroni

Pavarësisht ngarkesës elektrike zero, sipas teorisë së fushës së grimcave elementare, neutroni duhet të ketë një fushë elektrike konstante. Fusha elektromagnetike që përbën neutronin ka një përbërës konstant, dhe për këtë arsye neutroni duhet të ketë një fushë magnetike konstante dhe një fushë elektrike konstante. Meqenëse ngarkesa elektrike është zero, fusha elektrike konstante do të jetë dipole. Domethënë, neutroni duhet të ketë një fushë elektrike konstante të ngjashme me fushën e dy ngarkesave elektrike paralele të shpërndara me madhësi të barabartë dhe shenjë të kundërt. Në distanca të mëdha, fusha elektrike e një neutroni do të jetë praktikisht e padukshme për shkak të kompensimit të ndërsjellë të fushave të të dy shenjave të ngarkesës. Por në distanca në rendin e rrezes së neutronit, kjo fushë do të ketë një ndikim të rëndësishëm në ndërveprimet me grimcat e tjera elementare të madhësive të ngjashme. Kjo ka të bëjë kryesisht me ndërveprimin e neutronit me protonin dhe neutronit me neutronin në bërthamat atomike. Për ndërveprimin neutron-neutron, këto do të jenë forca refuzuese për të njëjtin drejtim të rrotullimeve dhe forca tërheqëse për drejtimin e kundërt të rrotullimeve. Për bashkëveprimin neutron-proton, shenja e forcës varet jo vetëm nga orientimi i rrotullimeve, por edhe nga zhvendosja midis planeve të rrotullimit të fushave elektromagnetike të neutronit dhe protonit.

Pra, neutroni duhet të ketë një fushë elektrike dipole me dy ngarkesa elektrike unaze simetrike paralele të shpërndara (+0,75e dhe -0,75e), rreze mesatare , i vendosur në një distancë

Momenti i dipolit elektrik i një neutroni (sipas teorisë së fushës së grimcave elementare) është i barabartë me:

ku ħ është konstanta e Plankut, L është numri kuantik kryesor në teorinë e fushës së grimcave elementare, e është ngarkesa elektrike elementare, m 0 është masa e pushimit të neutronit, m 0~ është masa e pushimit të neutronit që gjendet në një fushë elektromagnetike e alternuar, c është shpejtësia e dritës, P është vektori i momentit të dipolit elektrik (pingul me rrafshin e neutronit, kalon nëpër qendrën e grimcës dhe drejtohet drejt ngarkesës elektrike pozitive), s është distanca mesatare ndërmjet ngarkesa, r e është rrezja elektrike e grimcës elementare.

Siç mund ta shihni, ngarkesat elektrike janë të përafërta në madhësi me ngarkesat e kuarkeve të supozuara (+2/3e=+0,666e dhe -2/3e=-0,666e) në neutron, por ndryshe nga kuarkët, fushat elektromagnetike ekzistojnë në natyra, dhe kanë një strukturë të ngjashme me konstanten Çdo grimcë elementare neutrale ka një fushë elektrike, pavarësisht nga madhësia e rrotullimit dhe... .

Potenciali i fushës së dipolit elektrik të një neutroni në pikën (A) (në zonën e afërt 10s > r > s afërsisht), në sistemin SI është i barabartë me:

ku θ është këndi ndërmjet vektorit të momentit dipol P dhe drejtimi në pikën e vëzhgimit A, r 0 - parametër normalizues i barabartë me r 0 =0,8568Lħ/(m 0~ c), ε 0 - konstante elektrike, r - distanca nga boshti (rotacioni i fushës elektromagnetike alternative) të një elementi grimca në pikën e vëzhgimit A, h është distanca nga rrafshi i grimcës (që kalon nëpër qendrën e saj) deri në pikën e vëzhgimit A, h e është lartësia mesatare e ngarkesës elektrike në një grimcë elementare neutrale (e barabartë me 0,5 s), | ...| - moduli i numrave, P n - madhësia vektoriale P n. (Nuk ka shumëzues në sistemin GHS.)

Forca E e fushës së dipolit elektrik të neutronit (në zonën e afërt 10s > r > s afërsisht), në sistemin SI është e barabartë me:

Ku n=r/|r| - vektori njësi nga qendra e dipolit në drejtim të pikës së vëzhgimit (A), pika (∙) tregon produktin skalar, vektorët janë të theksuar me shkronja të zeza. (Nuk ka shumëzues në sistemin GHS.)

Përbërësit e forcës së fushës së dipolit elektrik të një neutroni (në zonën e afërt 10s>r>s afërsisht) gjatësore (| |) (përgjatë vektorit të rrezes të tërhequr nga dipoli në një pikë të caktuar) dhe tërthore (_|_) në Sistemi SI:

ku θ është këndi ndërmjet drejtimit të vektorit të momentit dipol P n dhe vektori i rrezes në pikën e vëzhgimit (nuk ka asnjë faktor në sistemin SGS).

Komponenti i tretë i fuqisë së fushës elektrike është ortogonal me rrafshin në të cilin shtrihet vektori i momentit të dipolit P n vektori i neutronit dhe rrezes, - është gjithmonë i barabartë me zero.

Energjia potenciale U e bashkëveprimit të fushës së dipolit elektrike të një neutroni (n) me fushën elektrike të dipolit të një grimce tjetër elementare neutrale (2) në pikën (A) në zonën e largët (r>>s), në SI sistemi është i barabartë me:

ku θ n2 është këndi ndërmjet vektorëve të momenteve elektrike dipole P n dhe P 2, θ n - këndi ndërmjet vektorit të momentit elektrik të dipolit P n dhe vektor r, θ 2 - këndi ndërmjet vektorit të momentit elektrik të dipolit P 2 dhe vektor r, r- vektor nga qendra e momentit elektrik të dipolit p n në qendrën e momentit elektrik të dipolit p 2 (deri në pikën e vëzhgimit A). (Nuk ka shumëzues në sistemin GHS)

Parametri normalizues r 0 është futur për të zvogëluar devijimin e vlerës së E nga ajo e llogaritur duke përdorur elektrodinamikën klasike dhe llogaritjen integrale në zonën e afërt. Normalizimi ndodh në një pikë të shtrirë në një rrafsh paralel me rrafshin e neutronit, i larguar nga qendra e neutronit me një distancë (në rrafshin e grimcës) dhe me një zhvendosje lartësie prej h=ħ/2m 0~ c, ku m 0~ është sasia e masës së mbyllur në një neutron të fushës elektromagnetike alternative në qetësi (për një neutron m 0~ = 0,95784 m. Për çdo ekuacion, parametri r 0 llogaritet në mënyrë të pavarur. Rrezja e fushës mund të merret si një vlerë e përafërt:

Nga të gjitha sa më sipër, rezulton se fusha e dipolit elektrike e neutronit (ekzistenca e së cilës në natyrë, fizika e shekullit të 20-të nuk e kishte idenë), sipas ligjeve të elektrodinamikës klasike, do të ndërveprojë me grimcat elementare të ngarkuara.

4 Masa e pushimit neutron

Në përputhje me elektrodinamikën klasike dhe formulën e Ajnshtajnit, masa e mbetur e grimcave elementare me numër kuantik L>0, duke përfshirë neutronin, përcaktohet si ekuivalenti i energjisë së fushave të tyre elektromagnetike:

ku integrali i caktuar merret mbi të gjithë fushën elektromagnetike të një grimce elementare, E është forca e fushës elektrike, H është forca e fushës magnetike. Këtu merren parasysh të gjithë përbërësit e fushës elektromagnetike: një fushë elektrike konstante (që ka neutroni), një fushë magnetike konstante, një fushë elektromagnetike alternative. Kjo formulë e vogël, por me shumë kapacitet fizik, mbi bazën e së cilës janë nxjerrë ekuacionet për fushën gravitacionale të grimcave elementare, do të dërgojë më shumë se një "teori" përrallash në grumbullin e skrapit - prandaj disa nga autorët e tyre do e urrej.

Siç vijon nga formula e mësipërme, vlera e masës së mbetur të një neutroni varet nga kushtet në të cilat ndodhet neutroni. Kështu, duke vendosur një neutron në një fushë elektrike të jashtme konstante (për shembull, një bërthamë atomike), ne do të ndikojmë në E 2, e cila do të ndikojë në masën e neutronit dhe stabilitetin e tij. Një situatë e ngjashme lind kur një neutron vendoset në një fushë magnetike konstante. Prandaj, disa veti të një neutroni brenda një bërthame atomike ndryshojnë nga të njëjtat veti të një neutroni të lirë në një vakum, larg fushave.

5 Jetëgjatësia e neutronit

Jetëgjatësia prej 880 sekondash e përcaktuar nga fizika korrespondon me një neutron të lirë.

Teoria e fushës së grimcave elementare thotë se jetëgjatësia e një grimce elementare varet nga kushtet në të cilat ndodhet. Duke vendosur një neutron në një fushë të jashtme (për shembull, një fushë magnetike), ne ndryshojmë energjinë që gjendet në fushën e saj elektromagnetike. Ju mund të zgjidhni drejtimin e fushës së jashtme në mënyrë që energjia e brendshme e neutronit të ulet. Si rezultat, më pak energji do të çlirohet gjatë zbërthimit të një neutroni, gjë që do ta bëjë zbërthimin më të vështirë dhe do të rrisë jetëgjatësinë e një grimce elementare. Është e mundur të zgjidhet një vlerë e tillë e forcës së fushës së jashtme që prishja e neutronit do të kërkojë energji shtesë dhe, për rrjedhojë, neutroni do të bëhet i qëndrueshëm. Kjo është pikërisht ajo që vërehet në bërthamat atomike (për shembull, deuteriumi), në të cilin fusha magnetike e protoneve fqinje parandalon prishjen e neutroneve të bërthamës. Në çështje të tjera, kur energjia shtesë futet në bërthamë, zbërthimi i neutronit përsëri mund të bëhet i mundur.

6 Fizika e re: Neutron (grimca elementare) - përmbledhje

Modeli Standard (i hequr në këtë artikull, por që u pretendua se ishte i vërtetë në shekullin e 20-të) thotë se neutroni është një gjendje e lidhur e tre kuarkeve: një "lart" (u) dhe dy "poshtë" (d) kuarke (d) struktura e propozuar e kuarkut të neutronit: udd ). Meqenëse prania e kuarkeve në natyrë nuk është vërtetuar eksperimentalisht, një ngarkesë elektrike e barabartë në madhësi me ngarkesën e kuarkeve hipotetike në natyrë nuk është zbuluar, dhe ka vetëm prova indirekte që mund të interpretohen si prania e gjurmëve të kuarkeve në disa ndërveprime të grimcave elementare, por edhe mund të interpretohen ndryshe, atëherë pohimi Sipas Modelit Standard, neutroni ka një strukturë kuark mbetet vetëm një supozim i paprovuar. Çdo model, duke përfshirë atë Standard, ka të drejtë të marrë çdo strukturë të grimcave elementare, duke përfshirë neutronin, por derisa grimcat përkatëse nga të cilat supozohet se përbëhet neutroni të zbulohen në përshpejtuesit, deklarata e modelit duhet të konsiderohet e pavërtetuar.

Modeli standard, që përshkruan neutronin, prezanton kuarke me gluone që nuk gjenden në natyrë (askush nuk ka gjetur gluone), fusha dhe ndërveprime që nuk ekzistojnë në natyrë dhe bie në kundërshtim me ligjin e ruajtjes së energjisë;

Teoria e fushës së grimcave elementare (Fizika e Re) përshkruan neutronin bazuar në fushat dhe ndërveprimet që ekzistojnë në natyrë brenda kuadrit të ligjeve që veprojnë në natyrë - kjo është SHKENCA.

Vladimir Gorunovich

Çfarë është një neutron? Cilat janë struktura, vetitë dhe funksionet e tij? Neutronet janë grimcat më të mëdha që përbëjnë atomet, blloqet ndërtuese të të gjithë materies.

Struktura atomike

Neutronet gjenden në bërthamë, një rajon i dendur i atomit i mbushur gjithashtu me protone (grimca të ngarkuara pozitivisht). Këta dy elementë mbahen së bashku nga një forcë e quajtur bërthamore. Neutronet kanë një ngarkesë neutrale. Ngarkesa pozitive e protonit përputhet me ngarkesën negative të elektronit për të krijuar një atom neutral. Edhe pse neutronet në bërthamë nuk ndikojnë në ngarkesën e atomit, ato ende kanë shumë veti që ndikojnë në atom, duke përfshirë nivelin e radioaktivitetit.

Neutronet, izotopet dhe radioaktiviteti

Një grimcë që ndodhet në bërthamën e një atomi është një neutron që është 0.2% më i madh se një proton. Së bashku ato përbëjnë 99,99% të masës totale të të njëjtit element dhe mund të kenë numër të ndryshëm neutronesh. Kur shkencëtarët i referohen masës atomike, ata nënkuptojnë masën mesatare atomike. Për shembull, karboni zakonisht ka 6 neutrone dhe 6 protone me një masë atomike prej 12, por ndonjëherë gjendet me një masë atomike prej 13 (6 protone dhe 7 neutrone). Karboni me numër atomik 14 ekziston gjithashtu, por është i rrallë. Pra, masa atomike për karbonin është mesatarisht në 12.011.

Kur atomet kanë numër të ndryshëm neutronesh, ato quhen izotope. Shkencëtarët kanë gjetur mënyra për t'i shtuar këto grimca në bërthamë për të krijuar izotope më të mëdhenj. Tani shtimi i neutroneve nuk ndikon në ngarkesën e atomit pasi ato nuk kanë ngarkesë. Megjithatë, ato rrisin radioaktivitetin e atomit. Kjo mund të rezultojë në atome shumë të paqëndrueshme që mund të shkarkojnë nivele të larta të energjisë.

Cili është thelbi?

Në kimi, bërthama është qendra e ngarkuar pozitivisht e një atomi, e cila përbëhet nga protone dhe neutrone. Fjala "kernel" vjen nga latinishtja bërthamë, e cila është një formë e fjalës që do të thotë "arrë" ose "bërthamë". Termi u krijua në 1844 nga Michael Faraday për të përshkruar qendrën e një atomi. Shkencat e përfshira në studimin e bërthamës, studimin e përbërjes dhe karakteristikave të saj, quhen fizika bërthamore dhe kimia bërthamore.

Protonet dhe neutronet mbahen së bashku nga forca e fortë bërthamore. Elektronet tërhiqen nga bërthama, por lëvizin aq shpejt sa rrotullimi i tyre ndodh në një distancë nga qendra e atomit. Ngarkesa bërthamore me një shenjë plus vjen nga protonet, por çfarë është një neutron? Kjo është një grimcë që nuk ka ngarkesë elektrike. Pothuajse e gjithë pesha e një atomi gjendet në bërthamë, pasi protonet dhe neutronet kanë shumë më tepër masë se elektronet. Numri i protoneve në një bërthamë atomike përcakton identitetin e tij si element. Numri i neutroneve tregon se cili izotop i elementit është atomi.

Madhësia e bërthamës atomike

Bërthama është shumë më e vogël se diametri i përgjithshëm i atomit sepse elektronet mund të jenë më larg qendrës. Një atom hidrogjeni është 145,000 herë më i madh se bërthama e tij, dhe një atom uraniumi është 23,000 herë më i madh se qendra e tij. Bërthama e hidrogjenit është më e vogla sepse përbëhet nga një proton i vetëm.

Rregullimi i protoneve dhe neutroneve në bërthamë

Protoni dhe neutronet zakonisht përshkruhen si të paketuar së bashku dhe të shpërndarë në mënyrë të barabartë në sfera. Megjithatë, ky është një thjeshtim i strukturës aktuale. Çdo nukleon (proton ose neutron) mund të zërë një nivel specifik energjie dhe një gamë vendndodhjesh. Ndërsa bërthama mund të jetë sferike, ajo gjithashtu mund të jetë në formë dardhe, sferike ose në formë disku.

Bërthamat e protoneve dhe neutroneve janë barione, të përbëra nga ato më të voglat që quhen kuarkë. Forca tërheqëse ka një gamë shumë të shkurtër, kështu që protonet dhe neutronet duhet të jenë shumë afër njëri-tjetrit për t'u lidhur. Kjo tërheqje e fortë kapërcen zmbrapsjen natyrale të protoneve të ngarkuar.

Proton, neutron dhe elektron

Një shtysë e fuqishme në zhvillimin e një shkence të tillë si fizika bërthamore ishte zbulimi i neutronit (1932). Ne duhet të falënderojmë për këtë fizikantin anglez i cili ishte student i Rutherford. Çfarë është një neutron? Kjo është një grimcë e paqëndrueshme që, në gjendje të lirë, mund të kalbet në një proton, elektron dhe neutrino, të ashtuquajturën grimcë neutrale pa masë, në vetëm 15 minuta.

Grimca e ka marrë emrin sepse nuk ka ngarkesë elektrike, është neutrale. Neutronet janë jashtëzakonisht të dendura. Në një gjendje të izoluar, një neutron do të ketë një masë prej vetëm 1,67·10 - 27, dhe nëse merrni një lugë çaji të mbushur dendur me neutrone, pjesa e materies që rezulton do të peshojë miliona tonë.

Numri i protoneve në bërthamën e një elementi quhet numër atomik. Ky numër i jep secilit element identitetin e tij unik. Në atomet e disa elementeve, si karboni, numri i protoneve në bërthama është gjithmonë i njëjtë, por numri i neutroneve mund të ndryshojë. Një atom i një elementi të caktuar me një numër të caktuar neutronesh në bërthamë quhet izotop.

A janë të rrezikshëm neutronet e vetme?

Çfarë është një neutron? Kjo është një grimcë që, së bashku me protonin, përfshihet në Megjithatë, ndonjëherë ato mund të ekzistojnë më vete. Kur neutronet janë jashtë bërthamave të atomeve, ato fitojnë veti potencialisht të rrezikshme. Kur lëvizin me shpejtësi të madhe, ato prodhojnë rrezatim vdekjeprurës. Të ashtuquajturat bomba neutronike, të njohura për aftësinë e tyre për të vrarë njerëz dhe kafshë, megjithatë kanë efekt minimal në strukturat fizike jo të gjalla.

Neutronet janë një pjesë shumë e rëndësishme e atomit. Dendësia e lartë e këtyre grimcave, e kombinuar me shpejtësinë e tyre, u jep atyre fuqi dhe energji ekstreme shkatërruese. Si rezultat, ato mund të ndryshojnë apo edhe të copëtojnë bërthamat e atomeve që godasin. Megjithëse një neutron ka një ngarkesë elektrike neto neutrale, ai përbëhet nga përbërës të ngarkuar që anulojnë njëri-tjetrin në lidhje me ngarkesën.

Një neutron në një atom është një grimcë e vogël. Ashtu si protonet, ata janë shumë të vegjël për t'u parë edhe me një mikroskop elektronik, por ato janë atje sepse kjo është mënyra e vetme për të shpjeguar sjelljen e atomeve. Neutronet janë shumë të rëndësishëm për stabilitetin e një atomi, por jashtë qendrës së tij atomike ato nuk mund të ekzistojnë për një kohë të gjatë dhe prishen mesatarisht në vetëm 885 sekonda (rreth 15 minuta).

Neutroni (lat. asnjanës - as njëra as tjetra) është grimcë elementare me ngarkesë elektrike zero dhe me masë pak më të madhe se masa e një protoni. Masa neutronike m n=939,5731(27) MeV/s 2 =1,008664967 a.e.m. =1,675 10 -27kg. Ngarkesa elektrike =0. Spin = 1/2, neutroni i bindet statistikave të Fermit. Barazia e brendshme është pozitive. Spin izotopike T=1/2. Projeksioni i tretë i isospinit T 3 = -1/2. Momenti magnetik = -1,9130. Energjia e lidhjes në energjinë e pushimit të bërthamës E 0 =m n c 2 = 939,5 Mev. Një neutron i lirë prishet me një gjysmë jetë T 1/2= 11 min përgjatë kanalit për shkak të ndërveprimit të dobët. Në një gjendje të lidhur (në bërthamë), neutroni jeton përgjithmonë. "Pozicioni i jashtëzakonshëm i neutronit në fizikën bërthamore është i ngjashëm me pozicionin e elektronit në elektronikë." Për shkak të mungesës së një ngarkese elektrike, një neutron i çdo energjie depërton lehtësisht në bërthamë dhe shkakton transformime të ndryshme bërthamore.

e përafërt klasifikimi i neutroneve sipas energjisë është dhënë në tabelën 1.3

Reaksionet nën ndikimin e neutroneve janë të shumta: n, γ), (n,p), (n,n'), (n,α), ( n,2n), (n,f).

Reaksionet e kapjes rrezatuese ( n, γ) neutron i ndjekur nga emetimi i një γ-kuantike bazohen në neutrone të ngadalta me energji nga 0÷500 kev.

Shembull: Mev.

Shpërndarja elastike e neutronit ( n, n) përdoret gjerësisht për zbulimin e neutroneve të shpejtë duke përdorur metodën e bërthamave të kthimit në metodat e gjurmës dhe për moderimin e neutroneve.

Për shpërndarje joelastike të neutroneve ( n,n') një neutron kapet për të formuar një bërthamë të përbërë, e cila prishet, duke emetuar një neutron me një energji më të ulët se ajo e neutronit origjinal. Shpërndarja joelastike e neutronit është e mundur nëse energjia e neutronit është disa herë më e lartë se energjia e gjendjes së parë të ngacmuar të bërthamës së synuar. Shpërndarja joelastike është një proces pragu.

Protonet që prodhojnë reaksionin e neutronit ( n,p) ndodh nën ndikimin e neutroneve të shpejta me energji 0,5÷10 meV. Reaksionet më të rëndësishme janë prodhimi i izotopit të tritiumit nga helium-3:

Mev me prerje tërthore σ nxehtësi = 5400 hambar,

dhe regjistrimi i neutroneve duke përdorur metodën e fotoemulsionit:

0,63 Mev me prerje tërthore σ nxehtësi = 1,75 hambar.

Reaksionet e neutroneve ( n,α) me formimin e grimcave α ndodhin efektivisht në neutronet me energji 0.5÷10 MeV. Ndonjëherë reaksionet ndodhin me neutronet termike: reagimi për të prodhuar tritium në pajisjet termonukleare.