• Τι είναι το νετρόνιο;
• Ανακάλυψη του νετρονίου
• Ιδιότητες των νετρονίων
• Συνάρτηση νετρονίων
• Πυρηνική σχάση

Εξηγούμε τι είναι το νετρόνιο, πώς ανακαλύφθηκε, τη λειτουργία και τις ιδιότητές του. Επίσης, τι είναι η πυρηνική σχάση και σε τι χρησιμεύει.

Το νετρόνιο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο που δίνει σταθερότητα στο άτομο.

Τι είναι το νετρόνιο;

Ένα νετρόνιο είναι ένας τύποςυποατομικό σωματίδιο (σωματίδια που απαρτίζουν το άτομα απούλη) υπάρχει στον πυρήνα ορισμένων ατόμων και προικισμένο με ουδέτερο ηλεκτρικό φορτίο. Όλα τα άτομα τουσύμπαν αποτελούνται από νετρόνια,πρωτόνια (θετικά φορτισμένο) καιηλεκτρόνια (αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο).

Τα νετρόνια βρίσκονται στον πυρήνα των ατόμων (εκτός από το υδρογόνο), μαζί με τα πρωτόνια. Συγκρατούνται μεταξύ τους από ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις, ενώ τα ηλεκτρόνια, στο κλασικό ατομικό μοντέλο, χορεύουν γύρω τους με διαφορετικούς τρόπους.τροχιές. Για το λόγο αυτό, τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι γνωστά ωςνουκλεόνια.

Ανακάλυψη του νετρονίου

Ο Τζέιμς Τσάντγουικ επαλήθευσε πειραματικά την ύπαρξη του νετρονίου.

Πριν από την ανακάλυψη των νετρονίων, υπήρχε ένα άγνωστο σχετικά με το μάζα και φορτίο των ατόμων, ειδικά όταν έγινε φανερό ότι τα ηλεκτρόνια δεν μπορούσαν να βρίσκονται στο ατομικό πυρήνα, αλλά ότι η πυρηνική μάζα δεν αντιστοιχούσε ακριβώς στη συνολική μάζα των πρωτονίων.

Έτσι, ο Γερμανός φυσικός Ernest Rutherford, που ανακάλυψε τα πρωτόνια, πρότεινε το 1920 την ανάγκη για ένα νετρόνιο, δηλαδή ένα σωματίδιο που θα παρείχε μάζα στο άτομο χωρίς να το τροποποιήσει. ηλεκτρικό φορτίο.

Χρόνια αργότερα, τα νετρόνια ανακαλύφθηκαν το 1932 από τον Άγγλο φυσικό Τζέιμς Τσάντγουικ, νικητή του βραβείου Νόμπελ το 1935 για Φυσικός. Χάρη σε διαφορετικές εμπειρίες και μελέτες της ακτινοβολίας που λαμβάνεται με το χτύπημα παραφίνης ή άλλης ενώσεις πλούσιος σε υδρογόνο, ο Chadwick έδειξε ότι οι φυσικές προβλέψεις δεν αντιστοιχούσαν στο παρατηρούμενο φαινόμενο.

Με άλλα λόγια, η λαμβανόμενη ακτινοβολία προερχόταν από σωματίδια παρόμοια με το πρωτόνιο, τα οποία όμως δεν είχαν ηλεκτρικό φορτίο. Αυτή ήταν η πρώτη εμπειρία που οδήγησε στην επίσημη ανακάλυψη των νετρονίων.

Ιδιότητες των νετρονίων

Τα νετρόνια έχουν μάζα παρόμοια με αυτή του πρωτονίου, αλλά ελαφρώς μεγαλύτερη (1,00137 φορές) και, επομένως, πολύ μεγαλύτερη από αυτή του ηλεκτρονίου (1838,5 φορές). Όπως τα πρωτόνια, αποτελούνται από θεμελιώδη σωματίδια που ονομάζονταικουάρκ. Τα νετρόνια έχουν δύο κουάρκ"κάτω"(Κάτω) και ένα"πάνω" (παραπάνω). Το άθροισμα των φορτίων σε αυτά τα κουάρκ είναι μηδέν.

Όταν βρίσκονται στον ατομικό πυρήνα, τα νετρόνια είναι σταθερά, αλλά όταν βρίσκονται έξω, σε ελεύθερη κατάσταση, έχουν χρόνο ημιζωής 879,4 δευτερόλεπτα, πριν διασπαστούν σε πρωτόνιο, ηλεκτρόνιο και ηλεκτρόνιο αντινετρίνο. Αυτό συμβαίνει συχνά στους πυρηνικούς σταθμούς, όπου υπάρχει υψηλή συγκέντρωση ελεύθερων νετρονίων.

Συνάρτηση νετρονίων

Μεταξύ άλλων, τα νετρόνια χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας.

Τα νετρόνια εκτελούν μια σταθεροποιητική λειτουργία εντός του πυρήνα του ατόμου. Αν δεν ήταν, τα πρωτόνια θα απωθούσαν το ένα το άλλο. Με την παρουσία τους, τα νετρόνια αντισταθμίζουν αυτήν την απωστική ηλεκτρική δύναμη με την ισχυρή πυρηνική δύναμη που διατηρεί μοναδικά τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα.

Ωστόσο, τα ελεύθερα νετρόνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για άλλους τύπους συναρτήσεων, κατάλληλες γιαανθρώπινο ον. Για παράδειγμα, χρησιμοποιείται για τη διείσδυση και την οπτικοποίηση υλικών, μέσω της ελεγχόμενης εκπομπής του.

Χρησιμοποιούνται και στην πυρηνική σχάση, δηλαδή στη ρήξη του ατομικού πυρήνα βομβαρδίζοντάς τον με ελεύθερα νετρόνια, προκαλώντας έτσι αντιδράσεις που απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητεςΕνέργεια. Αυτό, φυσικά, ενέχει πολλούς κινδύνους, αφού η ανεξέλεγκτη εκπομπή νετρονίων μπορεί να βλάψει το δομή αποπρωτεΐνη βασική τουζωντανά πλάσματα.

Πυρηνική σχάση

Η πυρηνική σχάση είναι μια μορφή διάσπασης ατόμων, συγκεκριμένα ατόμων βαρέων υλικών όπως το ουράνιο (U) και τα σταθερά ισότοπά του.

Αυτή η διαδικασία συνίσταται στον βομβαρδισμό του πυρήνα, για παράδειγμα και πιο συχνά, του ουρανίου με γρήγορα νετρόνια, που προκαλεί τη διάσπασή του και την απελευθέρωση Ενέργεια, και μαζί με αυτό νέα ελεύθερα νετρόνια, σε μια αλυσιδωτή αντίδραση ικανή να παράγει υψηλά επίπεδα χρησιμοποιήσιμης ενέργειας.

Όταν αυτή η αντίδραση συμβαίνει σε ελεγχόμενο περιβάλλον, μπορεί να αξιοποιηθεί για να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια τη χρήση τουρμπινών και τη διάθεσή τους για ανθρώπινες χρήσεις, όπως συμβαίνει εντός πυρηνικών σταθμών. ο πυρηνική ενέργεια είναι σχετικά ασφαλές και αρκετά οικονομικό, αλλά περιλαμβάνει ορισμένα κινδύνους αφού παράγει τοξικά στοιχεία (ραδιενεργά).

Αντίθετα, όταν αυτή η αντίδραση εμφανίζεται με ανεξέλεγκτο τρόπο, βρισκόμαστε στην παρουσία του α ατομική βόμβα, μια από τις πιο καταστροφικές πολεμικές εφευρέσεις που η ανθρώπινο ον μπορεί να έχουν συλλάβει, όπως αυτές που οι κυβέρνηση Αμερικανός στο πόλεις Χιροσίμα και Ναγκασάκι στο Β' Παγκόσμιος Πόλεμος.