Неутрон

Из Википедије, слободне енциклопедије
Неутрон
Класификација
Субатомска честица
Фермион
Хадрон
Барион
Нуклеон
Неутрон
Својства
Маса: 940 MeV/c 2
Наелектрисање: 0 C
Спин: 1/2
Кварк састав: 2 Down, 1 Up


У физици, неутрон је субатомска честица без наелектрисања и са масом од 940 MeV/c 2 (1.6749 х 10-27 kg, мало већом од масе протона). Његов Спин је 1/2.

Неутрон је саставни део језгра сваког атома осим најраспрострањенијег изотопа водоника, чије се језгро састоји само од једног протона.

Особине[уреди]

Ван језгра неутрони су нестабилни и имају време полу-распада од око 15 минута. Распадају се на протон, електрон и антинеутрино. Исти распад, бета распад, се одиграва у неким језгрима. Унутар језгра неутрон и протон разменом пиона преобраћају се један у другога. Неутрон је класификован као барион, и састоји се од два down кварка и једног up кварка. Антиматеријски еквивалент неутрона је антинеутрон.

Изотопи хемијских елемента одређују се бројем неутрона у атомском језгру. На пример, изотоп угљеника, угљеник-12, 12C, има 6 протона и 6 неутрона, угљеник-13, 13C, 6 протона и 7 неутрона а угљеник-14, 14C, 6 протона и 8 неутрона.

Енергије неутрона[уреди]

Енергија неутрона, често називана и температура неутрона, одређује кинетичку енергију слободног неутрона, обично у јединици Електронволт. Термин температура потиче од принципа на који се неутрон успорава, тј. врући, термички и хладни неутрони се модерирају у средини одређене температуре. Са повећањем температуре, повећава се и кинетичка енергија слободног неутрона. Кинетичка енергија, брзина и таласна дужина неутрона везани су де Бројевом једначином.

  • Брзи неутрони имају енергију већу од 1 eV, 0,1 MeV или 1 MeV, у зависности од дефиниције.
  • Спори неутрони имају енергију испод 1 eV.
  • Епитермички неутрони имају енергију између 0,025 до 1 eV.
  • Врући неутрони имају енергију око 2 eV.
  • Термички неутрони имају просечну енергију око 0,025 eV.
  • Хладни неутрони имају енергију између 5x10-5 eV до 0.025 eV.
  • Веома хладни неутрони имају енергију од 2x10-7 eV до 5x10-5 eV.
  • Ултра хладни неутрони имају енергије мање од 2x10-7 eV.

Интеракције[уреди]

Неутрон учествује у свим облицима интеракција: електромагнетној, нуклеарној слабој, нуклеарној јакој и гравитационој интеракцији.

Мада је, издалека гледано, неутрон неутрална честица у његовој унутрашњости постоји расподела позитивног и негативног наелектрисања што се испо Карактеристика неутрона која га највише разликује од осталих обичних субатомских честица је његова електронеутралност. Ово својство неутрона је одложило њихово отткривање, чини их веома продорним, чини да их није могуће директно посматрати, и чини их веома важним чиниоцима нуклеарних промена.

Детекција неутрона[уреди]

Када се каже детекција честице, мисли се на тражење трага јонизације али то не функционише код неутрона директно, с обзиром да спада у честице које се не могу детектовати директно. Неутрони који се у еластичном судару одбију од атом неког елемента могу да проузрокују стварање трагова јонизације који се затим детекују, али искуство показује да ови експерименти нису једноставни за извођење. Други начин детковања неутрона, који се чешће користи, је када се допусти да неутрон интерагује са језгром атома. Детекција се састоји у трансформацији енергије ослобођене у реакцији у електрични импулс. За ову сврху су корисни елементи Хелијум-3, Литијум-6, Бор-10, Уранијум-233, Уранијум-235, Нептунијум-237 и Плутонијум-239.

Сврха неутрона[уреди]

Неутрон је веома важан фактор у већини нуклеарних реакција. На пример, апсорпција неутрона често доводи до неутронове активације, укључујући радиоактивност. Знања о неутронима и њиховом понашању игра битну улогу у развоју нуклеарне технологије, нуклеарних реактора и оружја. Хладни, термални и врући неутрони односно озрачивање помоћу њих, је примењено у испитивању чврсте материју, где се користи одбијање неутрона о елементе. Неутрони могу дубински да реагују са материјом с којом долазе у додир. Брзи неутрони се користе за детекцију воде у чврстим телима. Када дође до реакције између неутрона и молекула воде, неутрон изгуби скоро целу своју енергију. Мерењем ове енергије, с којом се успорени неутрон враћа до чврсте материје након реакције са водоником, може се установити где се тачно вода налази у чврстој материји.

Заштита од снопа неутрона[уреди]

Изложеност неутронима може да буде хазардан тј. опасан, с обзиром да интеракицја неутрона са молекулама у организму може да доведе до разарања и оштећења молекула и атома, а такође може изазвати настанак других облика радијације. Треба, значи, избегавати излагање снопу неутрона, држати се што даље од извора неутрона, и свести излагање на минимум. Када су у питању други типови радијације, као што су алфа честице, бета честице и гама зраци, материјали са вишим атомским бројевима и већом густином су довољни да нас заштите. Обично се користи олово. Овакав приступ, наравно, не важи и за неутроне. Као што је већ напоменуто, неутрон већи део енергије губи у реакцији са водоником, па је та особина искоришћена за заштиту пред зрачењем снопом неутрона.

Литература[уреди]

  • С. Мацура, Ј. Радић-Перић, АТОМИСТИКА, Факултет за физичку хемију Универзитета у Београду/Службени лист, Београд, 2004., стр. 504.

Спољашње везе[уреди]