Nötronun ne olduğunu, nasıl keşfedildiğini, işlevini ve özelliklerini açıklıyoruz. Ayrıca nükleer fisyon nedir ve ne için kullanılır?
Nötron, atoma kararlılık veren atom altı bir parçacıktır.nötron nedir?
Bir nötron bir türatom altı parçacık (parçacıkları oluşturan atomlar arasındakonu) bazı atomların çekirdeğinde bulunur ve nötr bir elektrik yüküne sahiptir. tüm atomlarınEvren nötronlardan oluşur,protonlar (pozitif yüklü) veelektronlar (negatif elektrik yükü).
Nötronlar, atomların çekirdeğinde (hidrojen hariç) protonlarla birlikte bulunur. Klasik atom modelinde elektronlar farklı şekillerde dans ederken, güçlü nükleer kuvvetler tarafından bir arada tutulurlar.yörüngeler. Bu nedenle protonlar ve nötronlar olarak bilinirler.nükleonlar.
nötronun keşfi
James Chadwick, nötronun varlığını deneysel olarak doğruladı.Nötronların keşfinden önce bilinmeyen bir şey vardı. kitle ve atomların yükü, özellikle elektronların ortamda olamayacağı ortaya çıktığında atom çekirdeği, ancak nükleer kütle, protonların toplam kütlesine tam olarak karşılık gelmiyordu.
Böylece protonları keşfeden Alman fizikçi Ernest Rutherford 1920'de bir nötrona, yani atomun kütlesini değiştirmeden atoma kütle kazandıracak bir parçacığa ihtiyaç olduğunu öne sürdü. elektrik şarjı.
Yıllar sonra, nötronlar 1932'de 1935 Nobel Ödülü sahibi İngiliz fizikçi James Chadwick tarafından keşfedildi. Fiziksel. Farklı deneyimler ve çalışmalar sayesinde parafine veya diğer darbelerle elde edilen radyasyonun Bileşikler Hidrojen açısından zengin olan Chadwick, fiziksel tahminlerin gözlemlenen fenomene karşılık gelmediğini gösterdi.
Başka bir deyişle, elde edilen radyasyon, protona benzer, ancak elektrik yükü olmayan parçacıklardan geldi. Bu, nötronların resmi keşfine yol açan ilk deneyimdi.
nötronların özellikleri
Nötronlar, protonunkine benzer bir kütleye sahiptir, ancak biraz daha büyüktür (1.00137 kat) ve bu nedenle elektronunkinden (1838,5 kat) çok daha büyüktür. Protonlar gibi temel parçacıklardan oluşurlar.kuarklar. Nötronların iki kuarkı vardır"aşağı"(Aşağıda) ve bir"yukarı" (üstünde). Bu kuarkların yüklerinin toplamı sıfırdır.
Atom çekirdeğinde bulunduğunda, nötronlar kararlıdır, ancak dışarıdayken, serbest haldeyken, bir proton, elektron ve elektron antinötrinolarına parçalanmadan önce yarı ömürleri 879.4 saniyedir. Bu, yüksek konsantrasyonda serbest nötron bulunan nükleer santrallerde sıklıkla olan şeydir.
nötron işlevi
Nötronlar, atomun çekirdeğinde dengeleyici bir işlevi yerine getirir. Olmasaydı, protonlar birbirini iterdi. Nötronlar, varlıklarıyla bu itici elektrik kuvvetini, çekirdekte protonları ve nötronları benzersiz tutan güçlü nükleer kuvvetle telafi eder.
Bununla birlikte, serbest nötronlar, uygun olan diğer işlev türleri için kullanılabilir.insan oğlu. Örneğin, kontrollü emisyonu ile malzemelerin penetrasyonu ve görselleştirilmesi için kullanılır.
Ayrıca nükleer fisyonda, yani atom çekirdeğinin serbest nötronlarla bombardıman edilerek parçalanmasında kullanılırlar. reaksiyonlar büyük miktarlarda serbest bırakanEnerji. Bu, elbette, birçok tehlike içerir, çünkü kontrolsüz nötron emisyonu, çevreye zarar verebilir. yapı arasındaprotein temelyaşayan yaratıklar.
nükleer fisyon
Nükleer fisyon, özellikle uranyum (U) ve onun kararlı izotopları gibi ağır malzemelerin atomları olmak üzere bir atom parçalanması şeklidir.
Bu prosedür, örneğin ve daha yaygın olarak, uranyumun çekirdeğinin, bölünmesine ve serbest kalmasına neden olan hızlı nötronlarla bombardıman edilmesini içerir. Enerjive bununla birlikte, yüksek düzeyde kullanılabilir enerji üretebilen bir zincirleme reaksiyonda yeni serbest nötronlar.
Bu reaksiyon kontrollü bir ortamda meydana geldiğinde, üretmek için kullanılabilir. elektrik nükleer santrallerde olduğu gibi türbinleri kullanmak ve insan kullanımı için tahsis etmek. bu nükleer enerji nispeten güvenli ve oldukça uygun maliyetlidir, ancak belirli riskler toksik elementleri (radyoaktif) yan ürettiği için.
Aksine bu reaksiyon kontrolsüz bir şekilde gerçekleştiğinde, bir atom bombası, en yıkıcı savaş icatlarından biri insan oğlu olduğu gibi gebe kalmış olabilir. Devlet Amerikalı şehirler Hiroşima ve Nagazaki'de İkinci Dünya Savaşı.