Selitämme mikä neutroni on, miten se löydettiin, sen toiminta ja ominaisuudet. Myös mitä on ydinfissio ja mihin sitä käytetään.
Neutroni on subatominen hiukkanen, joka antaa atomille vakauden.Mikä on neutroni?
Neutroni on eräänlainensubatominen hiukkanen (hiukkaset, jotka muodostavat atomeja -ltaasia) joita esiintyy joidenkin atomien ytimessä ja jolla on neutraali sähkövaraus. Kaikki atomituniversumi koostuvat neutroneista,protonit (positiivisesti ladattu) jaelektroneja (negatiivinen sähkövaraus).
Neutroneita löytyy atomiytimestä (vetyä lukuun ottamatta) yhdessä protonien kanssa. Vahvat ydinvoimat pitävät niitä yhdessä, kun taas elektronit tanssivat klassisessa atomimallissa eri tavoin.kiertoradat. Tästä syystä protonit ja neutronit tunnetaan nimellänukleonit.
Neutronin löytö
James Chadwick vahvisti kokeellisesti neutronin olemassaolon.Ennen neutronien löytämistä oli yksi tuntematon koskien massa- ja atomien varaus, varsinkin kun kävi selväksi, että elektronit eivät voineet olla atomissa atomiydin, mutta ydinmassa ei täsmälleen vastannut protonien kokonaismassaa.
Niinpä saksalainen fyysikko Ernest Rutherford, joka löysi protonit, ehdotti vuonna 1920 tarvetta neutronille, toisin sanoen hiukkaselle, joka antaisi atomille massaa muuttamatta sitä. sähkövaraus.
Vuosia myöhemmin neutronit löysi vuonna 1932 englantilainen fyysikko James Chadwick, vuoden 1935 Nobel-palkinnon voittaja. Fyysinen. Kiitos erilaisista kokemuksista ja tutkimuksista säteilystä, joka saadaan osumalla parafiiniin tai muuhun yhdisteet runsaasti vetyä, Chadwick osoitti, että fyysiset ennusteet eivät vastanneet havaittua ilmiötä.
Toisin sanoen saatu säteily tuli protonin kaltaisista hiukkasista, joilla ei ollut sähkövarausta. Se oli ensimmäinen kokemus, joka johti neutronien muodolliseen löytämiseen.
Neutronien ominaisuudet
Neutroneilla on samanlainen massa kuin protonilla, mutta hieman suurempi (1,00137 kertaa) ja siksi paljon suurempi kuin elektronin massa (1838,5 kertaa). Kuten protonit, ne koostuvat perushiukkasista, joita kutsutaankvarkit. Neutroneissa on kaksi kvarkkia"alas"(alla) ja yksi"ylös" (yllä). Näiden kvarkkien varausten summa on nolla.
Atomiytimestä löydettynä neutronit ovat stabiileja, mutta ulkona, vapaassa tilassa, niiden puoliintumisaika on 879,4 sekuntia, ennen kuin ne hajoavat protoniksi, elektroniksi ja elektroniksi antineutriinoksi. Näin tapahtuu usein ydinvoimaloissa, joissa on suuri pitoisuus vapaita neutroneja.
Neutronitoiminto
Neutronit täyttävät stabiloivan tehtävän atomin ytimessä. Jos ne eivät olisi, protonit hylkisivät toisiaan. Neutronit kompensoivat läsnäolollaan tätä hylkivää sähkövoimaa vahvalla ydinvoimalla, joka pitää protonit ja neutronit ainutlaatuisina ytimessä.
Vapaita neutroneja voidaan kuitenkin käyttää muun tyyppisiin toimintoihin, mikä on kätevääihminen. Sitä käytetään esimerkiksi materiaalien tunkeutumiseen ja visualisointiin hallitun päästönsä kautta.
Niitä käytetään myös ydinfissiossa, eli atomiytimen repeämisessä pommittamalla sitä vapailla neutroneilla, mikä aiheuttaa reaktiot jotka vapauttavat valtavia määriäEnergiaa. Tähän liittyy tietysti monia vaaroja, koska hallitsematon neutronien emissio voi vahingoittaa rakenne -ltaproteiinia perustiedoteläviä olentoja.
Ydinfisio
Ydinfissio on atomien hajoamisen muoto, erityisesti raskaiden aineiden, kuten uraanin (U) ja sen stabiilien isotooppien atomit.
Tämä toimenpide koostuu esimerkiksi ja yleisemmin uraanin ytimen pommittamisesta nopeilla neutroneilla, mikä aiheuttaa sen lohkeamisen ja vapautumisen. Energiaa, ja sen mukana uusia vapaita neutroneja ketjureaktiossa, joka pystyy tuottamaan suuria määriä käyttökelpoista energiaa.
Kun tämä reaktio tapahtuu valvotussa ympäristössä, se voidaan valjastaa synnyttämiseen sähköä turbiinien käyttö ja niiden käyttö ihmiskäyttöön, kuten ydinvoimaloissa tapahtuu. The ydinenergia on suhteellisen turvallinen ja melko kustannustehokas, mutta siihen sisältyy tiettyjä riskejä koska se tuottaa myrkyllisiä alkuaineita (radioaktiivisia).
Päinvastoin, kun tämä reaktio tapahtuu hallitsemattomasti, olemme a:n läsnä ollessa atomipommi, yksi tuhoisimmista sodan keksinnöistä ihminen ovat saattaneet tulla raskaaksi, kuten ne, jotka hallitus Amerikkalainen kaupungit Hiroshimassa ja Nagasakissa WWII.