- Ce este un neutron?
- Descoperirea neutronului
- Proprietățile neutronilor
- Funcția neutronilor
- Fiziunea nucleară
Vă explicăm ce este un neutron, cum a fost descoperit, funcția și proprietățile sale. De asemenea, ce este fisiunea nucleară și pentru ce este folosită.
Neutronul este o particulă subatomică care conferă stabilitate atomului.Ce este un neutron?
Un neutron este un tip departiculă subatomică (particulele care alcătuiesc atomi almaterie) prezente în nucleul unor atomi și dotate cu o sarcină electrică neutră. Toți atomii dinunivers sunt formate din neutroni,protoni (încărcat pozitiv) șielectroni (sarcină electrică negativă).
Neutronii se găsesc în nucleul atomilor (cu excepția hidrogenului), alături de protoni. Ele sunt ținute împreună de forțe nucleare puternice, în timp ce electronii, în modelul atomic clasic, dansează în diferite moduri.orbite. Din acest motiv, protonii și neutronii sunt cunoscuți canucleonii.
Descoperirea neutronului
James Chadwick a verificat experimental existența neutronului.Înainte de descoperirea neutronilor, exista o necunoscută cu privire la masa și sarcina atomilor, mai ales când a devenit evident că electronii nu puteau fi în nucleul atomic, dar că masa nucleară nu corespundea exact cu masa totală a protonilor.
Astfel, fizicianul german Ernest Rutherford, care a descoperit protonii, a propus în 1920 necesitatea unui neutron, adică a unei particule care să furnizeze masă atomului fără a-i modifica. incarcare electrica.
Câțiva ani mai târziu, neutronii au fost descoperiți în 1932 de către fizicianul englez James Chadwick, câștigător al Premiului Nobel în 1935 pentru Fizic. Datorită diferitelor experiențe și studii ale radiațiilor obținute prin lovirea parafinei sau a altora compuși bogat în hidrogen, Chadwick a arătat că previziunile fizice nu corespund cu fenomenul observat.
Cu alte cuvinte, radiația obținută provenea din particule asemănătoare protonului, dar care nu aveau sarcină electrică. Aceasta a fost prima experiență care a dus la descoperirea oficială a neutronilor.
Proprietățile neutronilor
Neutronii au o masă similară cu cea a protonului, dar puțin mai mare (1,00137 ori) și, prin urmare, mult mai mare decât cea a electronului (1838,5 ori). La fel ca protonii, ei sunt formați din particule fundamentale numitequarcuri. Neutronii au doi cuarci"jos„(Mai jos) și unul”sus" (de mai sus). Suma sarcinilor acestor quarci este zero.
Când se găsesc în nucleul atomic, neutronii sunt stabili, dar când sunt afară, în stare liberă, au un timp de înjumătățire de 879,4 secunde, înainte de a se descompune într-un antineutrin proton, electron și electron. Este ceea ce se întâmplă adesea în interiorul centralelor nucleare, unde există o concentrație mare de neutroni liberi.
Funcția neutronilor
Neutronii îndeplinesc o funcție de stabilizare în nucleul atomului. Dacă nu ar fi, protonii s-ar respinge unul pe altul. Prin prezența lor, neutronii compensează această forță electrică respingătoare prin forța nucleară puternică care menține protonii și neutronii unici în nucleu.
Cu toate acestea, neutronii liberi pot fi folosiți pentru alte tipuri de funcții, convenabile pentruființă umană. De exemplu, este folosit pentru patrunderea si vizualizarea materialelor, prin emisia sa controlata.
Se folosesc si in fisiunea nucleara, adica ruperea nucleului atomic prin bombardarea lui cu neutroni liberi, determinand astfel reactii care eliberează cantități uriașe deEnergie. Acest lucru, desigur, implică multe pericole, deoarece emisia necontrolată de neutroni poate deteriora structura alproteină de bază acreaturi vii.
Fiziunea nucleară
Fisiunea nucleară este o formă de descompunere a atomului, în special atomi de materiale grele, cum ar fi uraniul (U) și izotopii săi stabili.
Această procedură constă în bombardarea nucleului, de exemplu și mai frecvent, a uraniului cu neutroni rapizi, ceea ce determină scindarea acestuia și eliberarea de Energie, și împreună cu noi neutroni liberi, într-o reacție în lanț capabilă să genereze niveluri ridicate de energie utilizabilă.
Când această reacție are loc într-un mediu controlat, ea poate fi valorificată pentru a genera electricitate utilizarea turbinelor și alocarea acestora pentru uz uman, așa cum se întâmplă în interiorul centralelor nucleare. The energie nucleară este relativ sigur și destul de rentabil, dar implică anumite riscuri deoarece subproduce elemente toxice (radioactive).
Dimpotrivă, atunci când această reacție are loc într-un mod necontrolat, ne aflăm în prezența a bombă atomică, una dintre cele mai distructive invenții de război pe care ființă umană poate să fi conceput, cum ar fi cele pe care guvern american pe orase Hiroshima și Nagasaki în al Doilea Război Mondial.