Vi forklarer, hvad en neutron er, hvordan den blev opdaget, dens funktion og egenskaber. Også hvad er nuklear fission, og hvad bruges det til.
Neutronen er en subatomær partikel, der giver stabilitet til atomet.Hvad er en neutron?
En neutron er en typesubatomare partikel (partikler, der udgør atomer afstof) til stede i kernen af nogle atomer og udstyret med en neutral elektrisk ladning. Alle atomerne iunivers består af neutroner,protoner (positivt ladet) ogelektroner (negativ elektrisk ladning).
Neutroner findes i kernen af atomer (undtagen brint) sammen med protoner. De holdes sammen af stærke kernekræfter, mens elektroner, i den klassiske atommodel, danser rundt på forskellige måder.kredsløb. Af denne grund er protoner og neutroner kendt somnukleoner.
Opdagelse af neutronen
James Chadwick verificerede eksperimentelt eksistensen af neutronen.Før opdagelsen af neutroner var der en ukendt med hensyn til masse og ladning af atomerne, især da det blev tydeligt, at elektronerne ikke kunne være i atomkerne, men at kernemassen ikke nøjagtigt svarede til protonernes samlede masse.
Således foreslog den tyske fysiker Ernest Rutherford, der opdagede protoner, i 1920 behovet for en neutron, det vil sige en partikel, der ville give masse til atomet uden at ændre dets elektrisk ladning.
År senere blev neutroner opdaget i 1932 af den engelske fysiker James Chadwick, vinder af 1935 Nobelprisen for Fysisk. Takket være forskellige erfaringer og undersøgelser af strålingen opnået ved at ramme paraffin eller andet forbindelser rig på brint viste Chadwick, at de fysiske forudsigelser ikke svarede til det observerede fænomen.
Med andre ord kom den opnåede stråling fra partikler, der ligner protonen, men som ikke havde en elektrisk ladning. Det var den første oplevelse, der førte til den formelle opdagelse af neutroner.
Neutroners egenskaber
Neutroner har en masse svarende til protonens, men lidt større (1,00137 gange) og derfor meget større end elektronens (1838,5 gange). Ligesom protoner består de af fundamentale partikler kaldetkvarker. Neutroner har to kvarker"ned"(under) og en"op"(ovenfor). Summen af ladningerne på disse kvarker er nul.
Når de findes i atomkernen, er neutroner stabile, men når de er udenfor, i fri tilstand, har de en halveringstid på 879,4 sekunder, før de nedbrydes til en proton, elektron og elektron antineutrino. Det er det, der ofte sker inde i kernekraftværker, hvor der er en høj koncentration af frie neutroner.
Neutron funktion
Neutroner har en stabiliserende funktion i atomets kerne. Hvis de ikke var det, ville protonerne frastøde hinanden. Med deres tilstedeværelse kompenserer neutroner for denne frastødende elektriske kraft med den stærke kernekraft, der holder protoner og neutroner unikke i kernen.
Imidlertid kan frie neutroner bruges til andre typer funktioner, praktisk tilmenneske. For eksempel bruges det til gennemtrængning og visualisering af materialer gennem dets kontrollerede emission.
De bruges også til nuklear fission, det vil sige brud på atomkernen ved at bombardere den med frie neutroner og dermed forårsage reaktioner der frigiver enorme mængder afEnergi. Dette indebærer naturligvis mange farer, da ukontrolleret emission af neutroner kan beskadige struktur afprotein grundlæggende aflevende væsner.
Nuklear fission
Nuklear fission er en form for atomnedbrydning, specifikt atomer af tunge materialer som uran (U) og dets stabile isotoper.
Denne procedure består i at bombardere kernen af for eksempel og mere almindeligt uran med hurtige neutroner, hvilket forårsager dets spaltning og frigivelse af Energi, og sammen med det nye frie neutroner, i en kædereaktion, der er i stand til at generere høje niveauer af brugbar energi.
Når denne reaktion sker i et kontrolleret miljø, kan den udnyttes til at generere elektricitet ved at bruge turbiner og allokere det til menneskeligt brug, som det sker inde i atomkraftværker. Det Atomenergi er relativt sikkert og ret omkostningseffektivt, men det involverer visse risici da det biproducerer giftige elementer (radioaktive).
Tværtimod, når denne reaktion sker på en ukontrolleret måde, er vi i nærværelse af en atombombe, en af de mest ødelæggende krigsopfindelser, som menneske kan have undfanget, såsom dem, som regering amerikansk på byer Hiroshima og Nagasaki i WWII.