Нейтрон

Мы объясним, что такое нейтрон, как он был открыт, его функции и свойства. А также о том, что такое ядерное деление и для чего оно используется
Нейтрон – это субатомная частица, придающая стабильность атому

Что такое нейтрон?

Нейтрон – это тип субатомных частиц (частицы, из которых состоят атомы материи ), присутствующих в ядре некоторых атомов и наделенных нейтральным электрическим зарядом. Все атомы во вселенной состоят из нейтронов, протонов (положительно электрически заряженных) и электронов (отрицательно электрически заряженных)

Нейтроны находятся в ядре атомов (кроме водорода), рядом с протонами. Они удерживаются вместе сильными ядерными силами, в то время как электроны, в классической атомной модели, танцуют по различным орбитам. По этой причине протоны и нейтроны известны как нуклоны

Открытие нейтрона

Джеймс Чедвик экспериментально доказал существование нейтрона.

До открытия нейтронов существовал знак вопроса относительно массы и заряда атомов, особенно когда стало ясно, что электроны не могут находиться в атомном ядре , а ядерная масса не соответствует точно общей массе протонов

Так, немецкий физик Эрнест Резерфорд, открывший протоны, предложил в 1920 году необходимость нейтрона , то есть частицы, которая добавляла бы массу атому, не изменяя его электрического заряда

Спустя годы нейтроны были открыты в 1932 году английским физиком Джеймсом Чедвиком , лауреатом в 1935 году Нобелевской премии по физике. Благодаря различным экспериментам и исследованиям излучения, полученного при ударе по парафину или другим соединениям , богатым водородом, Чедвик показал, что физические предсказания не соответствуют наблюдаемому явлению

То есть, полученное излучение исходило от частиц, похожих на протон, но не обладающих электрическим зарядом. Это был первый опыт, который привел к формальному открытию нейтронов

Свойства нейтронов

Нейтроны имеют массу, аналогичную массе протона , но несколько большую (в 1,00137 раза) и, следовательно, намного большую, чем масса электрона (в 1838,5 раза). Как и протоны, они состоят из фундаментальных частиц, называемых. Нейтроны имеют два нисходящих кварка и один восходящий кварк. Сумма зарядов этих кварков равна нулю

Находясь в атомном ядре, нейтроны стабильны, но когда они находятся снаружи, в свободном состоянии, их период полураспада составляет 879,4 секунды, после чего они распадаются на протон, электрон и электронное антинейтрино. Это часто происходит на атомных электростанциях, где существует высокая концентрация свободных нейтронов

Функция нейтронов

Помимо прочего, нейтроны используются для получения ядерной энергии.

Нейтроны играют стабилизирующую роль в ядре атома. Если бы их там не было, протоны отталкивались бы друг от друга. Своим присутствием нейтроны компенсируют эту отталкивающую электрическую силу с помощью сильной ядерной силы, которая удерживает протоны и нейтроны в ядре вместе

Однако свободные нейтроны могут быть использованы для других функций, удобных для человека. Например, используется для проникновения и визуализации материалов путем контролируемого излучения

Они также используются при делении ядер, т.е. разрушении атомного ядра путем бомбардировки его свободными нейтронами, что вызывает реакции , в результате которых высвобождается огромное количество энергии. Это, конечно, влечет за собой множество опасностей, поскольку неконтролируемое излучение нейтронов может повредить структуру основных белков живых существ

Ядерное деление

Ядерное деление это форма расщепления атомов , в частности атомов тяжелых материалов, таких как уран (U) и его стабильные изотопы

Этот процесс состоит в бомбардировке ядра, например, урана, чаще всего быстрыми нейтронами , что приводит к его делению и высвобождению энергии , а вместе с ней и новых свободных нейтронов, в цепной реакции, способной генерировать высокие уровни полезной энергии

Когда эта реакция происходит в контролируемой среде, она может быть использована для выработки электроэнергии с помощью турбин для использования человеком, как это происходит на атомных электростанциях. 3HTAD ядерная энергетика относительно безопасна и достаточно рентабельна, но она несет некоторые риски так как недопроизводит токсичные (радиоактивные) элементы

С другой стороны, когда эта реакция происходит неконтролируемым образом, мы имеем дело с атомной бомбой , одним из самых разрушительных военных изобретений, которые человечество когда-либо придумывало, такие, как те, что были сброшены правительством США на японские города Хиросима и Нагасаки во время Второй мировой войны

За ним следует: Антиматерия