Неутрон

Неутрон , неутрална субатомна частица, която е a представляват на всяко атомно ядро ​​с изключение на обикновения водород. Няма електрически заряд и маса на покой, равна на 1.67493 × 10^-27кг - незначително по-голям от този на протона, но близо 1,839 пъти по-голям от този на електрона. Неутроните и протоните, обикновено наричани нуклони, са свързани помежду си в плътното вътрешно ядро ​​на атома, ядрото, където те представляват 99,9% от масата на атома. Развитие във високоенергийните физика на частиците през 20 век разкри, че нито неутронът, нито протонът са истински елементарни частици; по-скоро те са композити от изключително малки елементарни частици, наречени кварки . Ядрото е свързано заедно от остатъчния ефект на силната сила, а фундаментално взаимодействие който управлява поведението на кварките, съставляващи отделните протони и неутрони.

Неутронът е открит през 1932 г. от английския физик Джеймс Чадуик . В рамките на няколко години след това откритие много изследователи по целия свят изучават свойствата и взаимодействията на частицата. Установено е, че при бомбардирането на неутрони различни елементи се подлагат на делене - вид ядрена реакция, която възниква, когато ядрото на тежък елемент се раздели на два почти еднакви по-малки фрагмента. По време на тази реакция всяко разцепено ядро ​​отделя допълнителни свободни неутрони, както и тези, свързани с фрагментите на делене. През 1942 г. група американски изследователи, под ръководството на физика Енрико Ферми, демонстрират, че по време на процеса на делене се образуват достатъчно свободни неутрони, за да се поддържа верижна реакция. Това развитие доведе до изграждането на атомната бомба. Последвалите технологични пробиви доведоха до мащабно производство на електрическа енергия от ядрена енергия. The усвояване на неутроните от ядра, изложени на високите неутронни интензитети, налични в ядрените реактори, също е позволило да се получат големи количества радиоактивни изотопи, полезни за най-различни цели. Освен това неутронът се превърна във важен инструмент в чистото изследване. Познаването на неговите свойства и структура е от съществено значение за разбирането на структурата на материята като цяло. Ядрените реакции, индуцирани от неутрони, са ценен източник на информация за атомното ядро ​​и силата, която го свързва заедно.

Свободният неутрон - този, който не е включен в ядрото - е обект на радиоактивен разпад от тип, наречен бета разпад. Той се разпада на протон, електрон и антинеутрино (антиматерията аналог на неутрино, частица без заряд и малка или никаква маса); на полуживот за този процес на разпад е 614 секунди. Тъй като той лесно се разпада по този начин, неутронът не съществува в природата в свободното си състояние, освен сред другите високо енергийни частици в космическите лъчи. Тъй като свободните неутрони са електрически неутрални, те преминават безпрепятствено през електрическите полета в атомите и така представляват проникваща форма на радиация, взаимодействаща с материята почти изключително чрез относително редки сблъсъци с атомни ядра.

Неутроните и протоните се класифицират като адрони, субатомни частици, които са подложени на силната сила. Адроните от своя страна са показали, че притежават вътрешна структура под формата на кварки, частично заредени субатомни частици, за които се смята, че са сред основните компоненти на материята. Подобно на протона и другите барионни частици, неутронът се състои от три кварка; всъщност неутронът притежава магнитен диполен момент - т.е. той се държи като минутен магнит по начини, които предполагат, че той е обект на движещи се електрически заряди.