Neutron

Neutron
Classification
Particule subatomique
Fermion
Hadron
Baryon
Nucléon
Neutron
Propriétés

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Dans physique, neutron est a particule subatomique sans le filet charge électrique et a la masse de 939.573 Mev/c² (1.6749 × 10-27 kilogramme, légèrement plus qu'a proton). Son rotation est le ½. Son antiparticle s'appelle antineutron. Le neutron et le proton sont des exemples de a nucléon.

noyau des la plupart atomes (tous exceptent le plus commun isotope de hydrogène, ce qui se compose d'un proton simple seulement) se compose des protons et des neutrons.

La masse : 1.6749 × 10-27 kilogramme
939.573 Mev/c²
Charge électrique : 0 C
Rotation : ½
Moment de dipöle magnétique : -1.91304 ?N
Quark composition : 2 vers le bas, 1 vers le haut

Table des matières

Propriétés

En dehors du noyau, les neutrons sont instables et ont a vie moyenne de 886 secondes (environ 15 minutes, incertitude environ 2 s [ 1 ]), se délabrer par l'émission électron et antineutrino pour devenir un proton. Des neutrons sous cette forme instable sont connus As neutrons libres. La même méthode d'affaiblissement (décadence bêta) se produit à quelques noyaux. Les particules à l'intérieur du noyau sont typiquement des résonances entre les neutrons et les protons, de ce que transformez en un un autre par l'émission et l'absorption mésons pi. Un neutron est classifié comme a baryon, et se compose de deux vers le bas quarks et un vers le haut quark. Le neutron antimatière l'équivalent est antineutron.

Le nombre de neutrons détermine isotope d'un élément. (par exemple, carbon-12 l'isotope a 6 protons et 6 neutrons, tandis que carbone-14 l'isotope a 6 protons et 8 neutrons.) les isotopes sont des atomes du même élément qui ont le même nombre atomique mais les différentes masses dus à un nombre différent de neutrons.

Interactions De Neutron

Le neutron agit l'un sur l'autre par chacun des quatre des classifications communes de l'interaction physique. Ces quatre sont les électromagnétiques, nucléaire faible, interactions nucléaires et de la gravité fortes.

Bien qu'il soit vrai que le neutron ait la charge nette zéro, il néanmoins se compose de quarks électriquement chargés, de la même manière qu'un atome neutre néanmoins se compose de protons et d'électrons. En tant que tels, le neutron éprouve l'interaction électromagnétique. La charge nette est zéro, ainsi si vous êtes assez loin parti du neutron qu'il semble n'occuper aucun volume, alors tout le effet de la force électrique additionnera jusqu'à zéro. Le mouvement des frais à l'intérieur des neutrons ne décommandent pas cependant, et c'est ce qui donne au neutron son moment magnétique de non zéro.

La pesanteur n'est pas souvent discutée en parlant des neutrons. C'est parce que des neutrons sont habituellement étudiés en termes d'interactions subatomiques. Dans le monde subatomique, la pesanteur est indétectable relativement aux autres forces qui sont beaucoup plus fortes. Ceci ayant été indiqué, un neutron accélère au même taux dans le domaine de la gravité de la terre comme brique de fil.

Particules chargées (telles que des protons, électrons, ou les particules d'alpha) et le rayonnement électromagnétique (tel que les rayons gamma) perdent l'énergie dans le dépassement par la matière. Ils exercent les forces électriques qui ionisent des atomes du matériel par lequel elles passent. L'énergie prise dans l'ionisation égale l'énergie perdue par la particule chargée, ce qui ralentit, ou par le rayon gamma, ce qui est absorbé ou dispersé (voyez dispersion de Compton). Le neutron, en revanche, est vu par des atomes qu'il passe en tant que ne contenir aucune charge électrique, et ainsi ne crée aucune ionisation.

En ce qui concerne les forces nucléaires, c'est une histoire différente. Les forces nucléaires jouent le principal rôle quand les neutrons traversent la matière régulière. En conséquence, un neutron libre va sur son chemin non réprimé jusqu'à ce qu'il fasse une collision "frontale" avec un noyau atomique.

Quand ceci se produit, les neutrons et les noyaux de cible peuvent être dispersés (guidé ou ralenti), absorbé, ou transformé en quelque chose de différent. Dans le cas de la réaction n + 3Il ? 1H + 3H (n :neutron ; 3Il : noyau se composant de deux protons et d'un neutron ; 1H : noyau se composant d'un seul proton ; 3H : noyau se composant d'un proton et de deux neutrons) par exemple, le proton et le neutron semblent avoir échangé des endroits, et de l'énergie cinétique est libérée. Dans beaucoup de cas, des particules secondaires sont créées et de l'énergie peut être épuisée ou libérée.

Neutrons, comme d'autres particules, peut subir collisions élastiques. Une collision est élastique sous le cas spécial où de l'énergie cinétique est conservée. Les boules de billard subissent par exemple typiquement les collisions élastiques. La loi de la conservation de élan s'applique également comme il fait pour n'importe quelle collision. Si le noyau qui est frappé dans une collision élastique est lourd, il acquiert relativement peu de vitesse, mais si c'est un proton, ce qui est approximativement égal dans la masse au neutron, on le projette en avant avec une grande fraction de la vitesse originale du neutron, ce qui est soi-même également ralenti.

Détection De Neutron

Les moyens communs de détecter une particule chargée en recherchant une voie d'ionisation ne fonctionne pas pour des neutrons directement. Neutrons qu'élastique l'éparpillement d'un autre atome peut créer une voie d'ionisation qui est discernable, mais les expériences ne sont pas en tant que simple pour effectuer et d'autres moyens de détecter des neutrons, se composant leur permettant d'agir l'un sur l'autre avec les noyaux atomiques, sont généralement employés.

Une méthode commune pour détecter des neutrons implique de convertir l'énergie libérée de telles réactions en signaux électriques. Les nuclides 3Il, 6Li, 10B, 233U, 235U, 237Np et 239L'unité centrale sont utile à cette fin. Une bonne discussion sur la détection de neutron est trouvée en chapitre 14 du livre Détection et mesure de rayonnement par Glenn F. Monticule (John Wiley Et Fils, 1979).

Utilisations De Neutron

Le neutron joue un rôle important dans beaucoup de réactions nucléaires. Par exemple, la capture de neutron résulte souvent dedans activation neutronique, induire radioactivité. En particulier, la connaissance des neutrons et de leur comportement a été importante dans le développement de réacteurs nucléaires et armes nucléaires.

Le développement de "objectifs de neutron" basé sur la réflexion interne totale dans les tubes capillaires de verre creux ou par réflexion des plats en aluminium embrévés a conduit la recherche continue dans microscopie de neutron et neutrontomographie gamma de rayon.

对中子放射器的一个用途是轻的中坚力量的侦查, en particulier l'hydrogène a trouvé dedans l'eau molécules. Quand un neutron rapide se heurte un noyau léger, il perd une grande fraction de son énergie. En mesurant le taux auquel les neutrons lents reviennent à la sonde après s'être reflété au loin des noyaux d'hydrogène, a sonde de neutron peut déterminer la teneur en eau dans le sol.


Sources De Neutron

Étant donné que les neutrons libres sont instables, ils (rayonnement neutronique) peut être obtenu seulement à partir des désintégration nucléaires, réactions nucléaires, et réactions de grande énergie (comme dans des collisions cosmiques de douches ou d'accélérateur de rayonnement). Des faisceaux neutron libres sont obtenus à partir sources de neutron par transport de neutron. Pour l'accès aux sources de neutron intenses, les chercheurs doivent aller aux facilties de spécialiste, comme Service d'ISIS dans LE R-U, ce qui est actuellement le neutron pulsé le plus intense du monde et muon source.

Le manque des neutrons de charge électrique totale empêche des ingénieurs ou des experimentalists de pouvoir orienter ou les accélère. Des particules chargées peuvent être accélérées, ralenti, ou guidé près électrique ou champs magnétiques. Cependant, ces méthodes n'ont presque aucun effet sur des neutrons (il y a un léger effet d'un champ magnétique sur le neutron libre en raison de son moment magnétique).

Découverte

Dans 1930 Walther Bothe et H. Becker dedans L'Allemagne trouvé cela si très l'énergique particules d'alpha émis de polonium est tombé sur un certain nombre d'éléments légers, spécifiquement béryllium, bore, ou lithium, un rayonnement exceptionnellement pénétrant a été produit. D'abord ce rayonnement a été pensé pour être rayonnement gamma bien qu'il ait été plus pénétrant que tous les rayons gamma connus, et il était très difficile interpréter les détails des résultats expérimentaux sur cette base. La prochaine contribution importante a été rapportée dedans 1932 par Joliot-Curie d'Irène et Frédéric Joliot dans Paris. Ils ont montré cela si ce rayonnement inconnu tombait dessus paraffine ou tout autre hydrogène- contenant le composé il a éjecté des protons d'énergie très élevée. Ce n'était pas en soi contradictoire avec la nature gamma assumée de rayon du nouveau rayonnement, mais il est devenu de plus en plus difficile réconcilier analyse quantitative détaillée des données avec une telle hypothèse. Enfin (plus tard en 1932) le physicien James Chadwick dans L'Angleterre a exécuté une série d'expériences prouvant que l'hypothèse gamma de rayon était insoutenable. Il a proposé qu'en fait le nouveau rayonnement se soit composé des particules uncharged approximativement de la masse du proton, et il a exécuté une série d'expériences vérifiant sa suggestion. De telles particules uncharged se sont par la suite appelées neutrons, apparemment du Latin racine pour neutre et Grec fin - dessus (par l'imitation de électron et proton).

Développements courants

L'existence des faisceaux stables de quatre neutrons, ou tetraneutrons, a été présumé par une équipe menée près Francisco-Miguel Marqués au Laboratoire du CNRS pour la physique nucléaire basé sur des observations de la désintégration de béryllium-14 noyaux. C'est particulièrement intéressant, parce que la théorie courante suggère que ces faisceaux ne devraient pas être stables, et ne devrait pas donc exister.

Antineutron

antineutron est antiparticle du neutron. On l'a découvert près Liège De Bruce par année 1956, une année après antiproton a été découvert.

CPT-symmetry met des contraintes fortes sur les propriétés relatives des particules et antiparticles et, donc, est ouvert d'essais rigoureux. Les masses du neutron et de l'antineutron sont égales à une part dedans (9±5)×10-5.

Voyez également

Champs au sujet des neutrons

Types de neutrons

Objets contenant des neutrons

Sources de neutron

Processus impliquant des neutrons


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