Neutroni


Neutroni

Neutronin kvarkkirakenne
Symboli n, n0
Luokitus Baryoni
Rakenne 2 d-kvarkkia ja 1 u-kvarkki
Perhe Fermioni
Ryhmä Hadroni
Vuorovaikutus Gravitaatio, heikko, vahva ja sähkömagneettinen
Antihiukkanen Antineutroni n
Löydetty teoreettisesti Ernest Rutherford (1920)
Löydetty James Chadwick (1932)
Massa 1,674 927 351 × 10-27 kg ± 0,000 000 074 × 10-27 kg[1]
939,565 379 MeV/c2 ±
0,000 021 MeV/c2[1]
Sähkövaraus 0 e
Spin 1/2

Neutronit ovat sähkövarauksettomia hiukkasia, jotka yhdessä protonien kanssa muodostavat atomiytimet (lukuun ottamatta vedyn yksinkertaisinta isotooppia, protiumia, joka koostuu vain yhdestä protonista). Neutroni kuuluu baryoneihin, ja se muodostuu kolmesta alkeishiukkasesta, kahdesta alas-kvarkista sekä yhdestä ylös-kvarkista. Neutronista ja protonista käytetään myös yhteisnimitystä nukleoni. Neutronia ei tule sekoittaa neutriinoon.

Sisällysluettelo

Neutronin ominaisuudet


Neutronin stabiilisuus

Ytimen ulkopuolella neutroni on epästabiili ja hajoaa spontaanisti protoniksi, elektroniksi ja antineutriinoksi (beeta-miinus-hajoaminen):

\({\displaystyle {\hbox{n}}\to {\hbox{p}}+{\hbox{e}}^{-}+{\overline {\nu }}_{\mathrm {e} }}\)

Tämän beeta-miinus-hajoamisen puoliintumisaika on T½ = 885,7 ± 0,8 sekuntia (n. 15 minuuttia). Vastaava hajoamisreaktio voi tapahtua myös joissakin radioaktiivisissa atomeissa (erityisesti isotoopeissa, jotka sisältävät protonien määrään nähden runsaasti neutroneja). Stabiileissa ytimissä hajoamista ei tapahdu, ei myöskään neutronitähdissä, joissa neutronit ovat yhtä tiheässä kuin atomiytimissä niin, että niistä muodostuu neutroniumia.

Vuorovaikutukset

Neutroni vuorovaikuttaa kaikkien neljän perusvuorovaikutuksen kautta.

Neutronien sovellukset


Neutroneilla on merkittävä osa sekä rauhanomaisen ydinvoiman kuin ydinaseenkin toiminnassa. Molemmissa ketjureaktio saadaan aikaan neutronien avulla, siten että fissioreaktioissa syntyvät neutronit aiheuttavat uusia reaktioita osuessaan polttoaineytimiin. Reaktion nopeutta voidaan siis säädellä säätämällä neutronivuon voimakkuutta reaktoriin sijoitettavan, neutroneja absorboivan aineen avulla (esimerkiksi säätösauvat).

Neutroneja voidaan käyttää myös aineen rakenteen tutkimiseen samaan tapaan kuin röntgensäteitä, sillä varauksettomina hiukkasina ne tunkeutuvat varsin syvälle aineeseen. Ominaisuutta on myös hyödynnetty lääketieteessä esimerkiksi BNCT-hoidoissa. Vapaita neutroneja syntyy kuitenkin vain ydinreaktioissa, joten neutronilähteiden saatavuus rajoittaa neutronien käyttöä näihin tarkoituksiin.

Historiaa: Neutronin löytäminen


Vuonna 1930 tutkijat Walther Bothe ja H. Becker havaitsivat, että energisten alfahiukkasten osuessa tiettyihin alkuaineisiin, etenkin berylliumiin, poloniumiin ja litiumiin, syntyi erittäin läpitunkevaa säteilyä, jota luultiin aluksi gammasäteilyksi. Kaksi vuotta myöhemmin Irène Joliot-Curie ja Frédéric Joliot huomasivat, että tämä säteily, osuessaan vetyä sisältäviin yhdisteisiin, tuotti korkeaenergiaisia protoneja. Jos kyseessä olisi ollut gammasäteily, olisi sen energian täytynyt olla huomattavasti korkeampi kuin koskaan aiemmin oli havaittu ja suurempi kuin säteilyn synnyttävistä reaktioista saatava energia. Myöhemmin samana vuonna James Chadwick näytti, että energian säilymisongelma ratkeaa, jos kyseessä onkin protonin kanssa yhtä suuren massan omaava, sähköiseltä varaukseltaan neutraali hiukkanen, jolle myöhemmin annettiin nimeksi "neutroni".[2]

Katso myös


Lähteet


Viitteet

  1. a b P. Mohr, B. Taylor ja D. Newell: Values of the Fundamental Constants 2011. National Institute of Standards and Technology. Viitattu 2.10.2012. (englanniksi)
  2. Alonso, Marcelo & Finn, Edward J.: Fundamental University Physics III, Quantum and Statistical Physics. Addison-Wesley, 1861.

Aiheesta muualla











Luokat: Baryonit




Tiedot vuodesta: 30.09.2021 08:34:40 CEST

Lähde: Wikipedia (Tekijät [Historia])    Lisenssi: CC-BY-SA-3.0

Muutokset: Kaikki kuvat ja suurin osa niihin liittyvistä sisustuselementeistä poistettiin. Jotkut kuvakkeet korvattiin FontAwesome-kuvakkeilla. Jotkut mallit poistettiin (kuten ”artikkeli tarvitsee laajennusta”) tai osoitettiin (kuten ”viittaukset”). CSS-luokat joko poistettiin tai yhdenmukaistettiin.
Wikipediakohtaiset linkit, jotka eivät johda artikkeliin tai luokkaan (kuten ”Punaiset linkit”, “linkit muokkaussivulle”, “linkit portaaliin”) poistettiin. Jokaisella ulkoisella linkillä on lisäksi FontAwesome-kuvake. Joidenkin pienten suunnittelumuutosten lisäksi media-säilö, kartat, navigointiruudut, puhutut versiot ja geomikroformaatit poistettiin.

Huomaa: Koska annettu sisältö otetaan automaattisesti Wikipediasta tiettynä ajankohtana, manuaalinen tarkistaminen oli eikä ole mahdollista. Siksi LinkFang.org ei takaa hankitun sisällön paikkansapitävyyttä ja todellisuutta. Jos tiedossa on tällä hetkellä vääriä tietoja tai siinä on virheellinen näyttö, ota rohkeasti yhteyttä ota meihin yhteyttä: sähköposti.
Katso myös: Valmistusmerkintä & Tietosuojakäytäntö.