Pojasnimo, kaj je nevtron, kako je bil odkrit, njegovo delovanje in lastnosti. Tudi, kaj je jedrska cepitev in za kaj se uporablja.
Nevtron je subatomski delec, ki daje stabilnost atomu.Kaj je nevtron?
Nevtron je vrstasubatomski delec (delci, ki sestavljajo atomi odzadeva) prisoten v jedru nekaterih atomov in je obdarjen z nevtralnim električnim nabojem. Vsi atomivesolje so sestavljeni iz nevtronov,protoni (pozitivno nabito) inelektronov (negativni električni naboj).
Nevtrone najdemo v jedru atomov (razen vodika), skupaj s protoni. Skupaj jih držijo močne jedrske sile, medtem ko elektroni v klasičnem atomskem modelu plešejo naokoli na različne načine.orbite. Iz tega razloga so protoni in nevtroni znani kotnukleoni.
Odkritje nevtrona
James Chadwick je eksperimentalno preveril obstoj nevtrona.Pred odkritjem nevtronov je bila ena neznanka glede maso in naboj atomov, zlasti ko je postalo očitno, da elektroni ne morejo biti v atomsko jedro, vendar da jedrska masa ni natančno ustrezala skupni masi protonov.
Tako je nemški fizik Ernest Rutherford, ki je odkril protone, leta 1920 predlagal potrebo po nevtronu, torej delcu, ki bi atomu zagotovil maso, ne da bi spremenil njegovo električni naboj.
Leta 1932 je nevtrone odkril angleški fizik James Chadwick, ki je leta 1935 prejel Nobelovo nagrado za fizično. Zahvaljujoč različnim izkušnjam in študijam sevanja, pridobljenega z udarcem parafina ali drugega spojine bogat z vodikom, je Chadwick pokazal, da fizikalne napovedi ne ustrezajo opaženemu pojavu.
Z drugimi besedami, pridobljeno sevanje je prišlo iz delcev, podobnih protonu, vendar niso imeli električnega naboja. To je bila prva izkušnja, ki je privedla do formalnega odkritja nevtronov.
Lastnosti nevtronov
Nevtroni imajo podobno maso kot proton, vendar nekoliko večjo (1,00137-krat) in zato veliko večjo od mase elektrona (1838,5-krat). Tako kot protoni so sestavljeni iz osnovnih delcev, imenovanihkvarkov. Nevtroni imajo dva kvarka"dol"(Spodaj) in ena"gor" (nad). Vsota nabojev teh kvarkov je nič.
Ko se nahajajo v atomskem jedru, so nevtroni stabilni, ko pa so zunaj, v prostem stanju, imajo razpolovno dobo 879,4 sekunde, preden se razgradijo na proton, elektron in elektronski antinevtrino. To se pogosto dogaja znotraj jedrskih elektrarn, kjer je visoka koncentracija prostih nevtronov.
Nevtronska funkcija
Nevtroni opravljajo stabilizacijsko funkcijo v jedru atoma. Če ne bi bili, bi se protoni med seboj odbijali. Nevtroni s svojo prisotnostjo kompenzirajo to odbojno električno silo z močno jedrsko silo, ki ohranja protone in nevtrone edinstvene v jedru.
Vendar pa se prosti nevtroni lahko uporabljajo za druge vrste funkcij, primerne začloveško bitje. Uporablja se na primer za prodiranje in vizualizacijo materialov z nadzorovano emisijo.
Uporabljajo se tudi pri jedrski fisiji, to je pri razpadu atomskega jedra z bombardiranjem s prostimi nevtroni in tako povzročijo reakcije ki sproščajo ogromne količineEnergija. To seveda vključuje številne nevarnosti, saj lahko nenadzorovana emisija nevtronov poškoduje strukturo odbeljakovine osnovno odživa bitja.
Jedrska fisija
Jedrska fisija je oblika razpada atomov, zlasti atomov težkih materialov, kot je uran (U) in njegovi stabilni izotopi.
Ta postopek je sestavljen iz bombardiranja jedra, na primer in pogosteje, urana s hitrimi nevtroni, kar povzroči njegovo cepitev in sproščanje Energija, skupaj z novimi prostimi nevtroni v verižni reakciji, ki je sposobna ustvariti visoke ravni uporabne energije.
Ko se ta reakcija pojavi v nadzorovanem okolju, jo je mogoče izkoristiti za ustvarjanje elektrika uporabljajo turbine in ga namenijo za uporabo v ljudi, kot se dogaja v jedrskih elektrarnah. The Nuklearna energija je relativno varen in dokaj stroškovno učinkovit, vendar vključuje nekatere tveganja ker stransko proizvaja strupene elemente (radioaktivne).
Nasprotno, ko se ta reakcija zgodi na nenadzorovan način, smo v prisotnosti a atomska bomba, eden najbolj uničujočih vojnih izumov človeško bitje morda zanosila, kot so tiste, ki jih vlada Američan na mesta Hirošima in Nagasaki v 2. svetovne vojne.