Wyjaśniamy, czym jest neutron, jak został odkryty, jego funkcję i właściwości. Co to jest rozszczepienie jądrowe i do czego służy.
Neutron to cząstka subatomowa, która nadaje atomowi stabilność.Co to jest neutron?
Neutron to rodzajcząstka subatomowa (cząstki tworzące atomy zmateriał) obecne w jądrze niektórych atomów i obdarzone neutralnym ładunkiem elektrycznym. Wszystkie atomywszechświat składają się z neutronów,protony (naładowany dodatnio) ielektrony (ujemny ładunek elektryczny).
Neutrony znajdują się w jądrach atomów (z wyjątkiem wodoru) wraz z protonami. Są one utrzymywane razem przez silne siły jądrowe, podczas gdy elektrony w klasycznym modelu atomowym tańczą na różne sposoby.orbity. Z tego powodu protony i neutrony są znane jakonukleony.
Odkrycie neutronu
James Chadwick eksperymentalnie zweryfikował istnienie neutronu.Przed odkryciem neutronów istniała jedna niewiadoma dotycząca masa i ładunku atomów, zwłaszcza gdy stało się jasne, że elektrony nie mogą znajdować się w jądro atomowe, ale masa jądrowa nie odpowiadała dokładnie całkowitej masie protonów.
Tak więc niemiecki fizyk Ernest Rutherford, który odkrył protony, zaproponował w 1920 roku potrzebę neutronu, czyli cząstki, która nadałaby masę atomowi bez modyfikowania jego ładunek elektryczny.
Wiele lat później neutrony zostały odkryte w 1932 r. przez angielskiego fizyka Jamesa Chadwicka, laureata Nagrody Nobla z 1935 r. Fizyczny. Dzięki różnym doświadczeniom i badaniom promieniowania uzyskanego przez uderzenie w parafinę lub inne związki bogaty w wodór Chadwick wykazał, że przewidywania fizyczne nie odpowiadają obserwowanemu zjawisku.
Innymi słowy, otrzymane promieniowanie pochodziło z cząstek podobnych do protonu, ale nie posiadających ładunku elektrycznego. To było pierwsze doświadczenie, które doprowadziło do formalnego odkrycia neutronów.
Właściwości neutronów
Neutrony mają masę podobną do masy protonu, ale nieco większą (1,00137 razy), a zatem znacznie większą niż masa elektronu (1838,5 razy). Podobnie jak protony, składają się z podstawowych cząstek zwanychkwarki. Neutrony mają dwa kwarki”w dół„(Poniżej) i jeden”w górę" (nad). Suma ładunków tych kwarków wynosi zero.
Neutrony znalezione w jądrze atomowym są stabilne, ale gdy znajdują się na zewnątrz, w stanie wolnym, mają okres półtrwania wynoszący 879,4 sekundy, zanim rozpadną się na antyneutrina protonowe, elektronowe i elektronowe. Tak często dzieje się w elektrowniach jądrowych, gdzie występuje duże stężenie wolnych neutronów.
Funkcja neutronowa
Neutrony pełnią funkcję stabilizującą w jądrze atomu. Gdyby tak nie było, protony odpychałyby się nawzajem. Dzięki swojej obecności neutrony kompensują tę odpychającą siłę elektryczną poprzez silne oddziaływanie jądrowe, które utrzymuje protony i neutrony w jądrze w unikalny sposób.
Jednak wolne neutrony mogą być wykorzystywane do innych rodzajów funkcji, dogodnych dlaistota ludzka. Na przykład służy do penetracji i wizualizacji materiałów, poprzez jego kontrolowaną emisję.
Wykorzystywane są również w rozszczepieniu jądrowym, czyli pękaniu jądra atomowego poprzez bombardowanie go wolnymi neutronami, powodując w ten sposób reakcje które uwalniają ogromne ilościEnergia. Wiąże się to oczywiście z wieloma niebezpieczeństwami, ponieważ niekontrolowana emisja neutronów może uszkodzić Struktura zbiałko podstawowe zżywe stworzenia.
Rozszczepienie jądrowe
Rozszczepienie jądrowe jest formą rozpadu atomów, w szczególności atomów ciężkich materiałów, takich jak uran (U) i jego stabilne izotopy.
Procedura ta polega na bombardowaniu jądra np. i częściej uranu neutronami prędkimi, co powoduje jego rozszczepienie i uwolnienie Energia, a wraz z nim nowe wolne neutrony w reakcji łańcuchowej zdolnej do generowania wysokiego poziomu użytecznej energii.
Gdy ta reakcja zachodzi w kontrolowanym środowisku, można ją wykorzystać do wygenerowania Elektryczność używanie turbin i przeznaczanie ich na użytek ludzki, jak to ma miejsce w elektrowniach jądrowych. ten energia nuklearna jest stosunkowo bezpieczny i dość opłacalny, ale wiąże się z pewnymi ryzyko ponieważ wytwarza ubocznie pierwiastki toksyczne (promieniotwórcze).
Wręcz przeciwnie, gdy ta reakcja zachodzi w sposób niekontrolowany, jesteśmy w obecności a bomba atomowa, jeden z najbardziej niszczycielskich wynalazków wojennych, jakie istota ludzka mogły począć, takie jak te, które rząd Amerykanin na miasta Hiroszima i Nagasaki w II wojna światowa.