Neutron

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Neutron
Kvarkstrukturen af en neutron
Kvarkstrukturen af en neutron
Klassificering
Fermion
Hadron
Baryon
Nukleon
Generelle egenskaber
Sammensætning 1 up-kvark, 2 down-kvarker
Interaktion(er) Gravitation, Svag kernekraft og Stærk kernekraft
Symbol n
Antipartikel Antineutron
Fysikke egenskaber
Masse 939,565378(21) MeV/c²
Elektrisk ladning 0 e
elektrisk dipolmoment <2,9×10−26 e·cm
Elektriske polarisering 1,16(15)×10−3 fm3
Magnetisk moment −1,9130427(5) μN
Magnetisk polarisering 3,7(20)×10−4 fm3
Spin ½
Isospin ½
Paritet +1
Levetid 885,7(8) s (Fri neutron)
Historie
Forudsagt Rutherford (1920)
Opdagelse Chadwick (1932)

Neutronen er en subatomar partikel som blev opdaget i 1932 af James Chadwick. Neutroner udgør sammen med protoner det stof som atomkerner med atomvægt større end brint er sammensat af. Brint har kun en proton i sin kerne. Det letteste atom, som har en neutron i sin kerne, er tung brint (Deuterium).

Fysiske egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Neutronen er elektrisk neutral. Neutronens masse er kg eller 1,00866491597 ±0,00000000043 u (unit) eller (mindre præcist end u) 939,565346 ±0,000023 MeV. [1] Densiteten af en neutron er 3,12*10^16 kg/m³.

Neutronen er en baryon. Den består af tre kvarker, en up-kvark og to down-kvarker. Neutronen vekselvirker som andre hadroner (partikler som er opbygget af kvarker) ved den stærke kernekraft. Af neutronens sammensætning følger at den har spin ½, og hermed er den en fermion.

En fri neutron er ustabil. Den henfalder radioaktivt til en proton og en elektron og en antineutrino, og har middellevetid på lidt under 15 minuter (881,5±1,5 s).[2]

Antipartiklen til neutronen er antineutronen der består af antikvarker (én anti-up og to anti-down), og som henfalder til en antiproton og en positron (samt en neutrino).

Neutronens betydning[redigér | redigér wikikode]

En atomkerne består af et antal protoner og neutroner. Til hvert grundstof svarer et bestemt antal protoner og et variabelt antal neutroner. Antallet af neutroner afgør hvilken isotop af grundstoffet der er tale om.

Da neutronen er elektrisk neutral, kan den trænge dybt ind i stof uden at blive afbøjet i det variable elektriske felt som kerner og elektroner skaber. Neutronstråling har derfor stor gennemtrængningsevne. Bedst egnet til at nedbremse neutroner er stoffer som indeholder lette kerner, f.eks. paraffin; ved elastiske stød med de lette kerner afgiver neutronerne lidt efter lidt deres bevægelsesenergi. En anden mulighed er at benytte en neutronabsorber. Det viser sig at grundstoffet cadmium bedre end noget andet formår af indfange (absorbere) neutroner.

Ved neutronaktivering beskydes atomkerner af et givet materiale (f.eks. sølv) med neutroner og omdannes til en anden isotop. Den nye isotop er typisk radioaktiv.

Neutronens evne til at trænge ind i kerner danner endvidere grundlag for stimuleret fission af store kerner: En neutron indfanges af den pågældende kerne, f.eks. uran-isotopen U-235, og bringer denne kerne i så voldsomme svingninger at den efterfølgende spaltes.

Endelig benyttes neutronen ved forskellige spredningseksperimenter, først over fremmest ved undersøgelse af antiferromagnetiske materialer. I denne sammenhæng udnyttes at neutronen i kraft af sit spin har et magnetisk dipolmoment.

Kilder[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ K. Nakamura et al. (Particle Data Group), JP G 37, 075021, Particle Data Group (på engelsk) (pdf). Review of Particle Physics:. Hentet 2012-09-12. 
  2. ^ Nakamura, K (2010). "Review of Particle Physics". Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 37 (7A): 075021. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021. Bibcode2010JPhG...37g5021N.  PDF with 2011 partial update for the 2012 edition The exact value of the mean lifetime is still uncertain, due to conflicting results from experiments. The Particle Data Group reports values up to six seconds apart (more than four standard deviations), commenting that "our 2006, 2008, and 2010 Reviews stayed with 885.7±0.8 s; but we noted that in light of SEREBROV 05 our value should be regarded as suspect until further experiments clarified matters. Since our 2010 Review, PICHLMAIER 10 has obtained a mean life of 880.7±1.8 s, closer to the value of SEREBROV 05 than to our average. And SEREBROV 10B[...] claims their values should be lowered by about 6 s, which would bring them into line with the two lower values. However, those reevaluations have not received an enthusiastic response from the experimenters in question; and in any case the Particle Data Group would have to await published changes (by those experimenters) of published values. At this point, we can think of nothing better to do than to average the seven best but discordant measurements, getting 881.5±1.5s. Note that the error includes a scale factor of 2.7. This is a jump of 4.2 old (and 2.8 new) standard deviations. This state of affairs is a particularly unhappy one, because the value is so important. We again call upon the experimenters to clear this up."

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]