นิวตรอน

เราอธิบายว่านิวตรอนคืออะไร ค้นพบได้อย่างไร ฟังก์ชันและคุณสมบัติของนิวตรอน นอกจากนี้ นิวเคลียร์ฟิชชันคืออะไรและใช้ทำอะไร

นิวตรอนเป็นอนุภาคย่อยที่ทำให้อะตอมมีเสถียรภาพ

นิวตรอนคืออะไร?

นิวตรอนเป็นชนิดของอนุภาคย่อย (อนุภาคที่ประกอบเป็น อะตอม ของวัตถุ) มีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมบางตัวและมีประจุไฟฟ้าเป็นกลาง อะตอมทั้งหมดของจักรวาล ประกอบด้วยนิวตรอนโปรตอน (ประจุบวก) และอิเล็กตรอน (ประจุไฟฟ้าลบ).

นิวตรอนพบได้ในนิวเคลียสของอะตอม (ยกเว้นไฮโดรเจน) พร้อมกับโปรตอน พวกมันถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่ง ในขณะที่อิเล็กตรอนในแบบจำลองอะตอมแบบคลาสสิกจะเต้นไปรอบๆ ในรูปแบบต่างๆวงโคจร. ด้วยเหตุนี้โปรตอนและนิวตรอนจึงเรียกว่านิวคลีออน.

การค้นพบนิวตรอน

James Chadwick ทดลองยืนยันการมีอยู่ของนิวตรอน

ก่อนการค้นพบนิวตรอน มีสิ่งหนึ่งที่ไม่ทราบเกี่ยวกับ มวล และประจุของอะตอมโดยเฉพาะเมื่อเห็นได้ชัดว่าอิเล็กตรอนไม่สามารถอยู่ใน นิวเคลียสของอะตอมแต่มวลนิวเคลียร์นั้นไม่ตรงกับมวลรวมของโปรตอนอย่างแน่นอน

ดังนั้น นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ผู้ค้นพบโปรตอน เสนอในปี 1920 ความต้องการนิวตรอน นั่นคือ อนุภาคที่จะให้มวลแก่อะตอมโดยไม่ดัดแปลง ค่าไฟฟ้า.

หลายปีต่อมา นิวตรอนถูกค้นพบในปี 1932 โดย James Chadwick นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ผู้ชนะรางวัลโนเบลปี 1935 ทางกายภาพ. จากประสบการณ์และการศึกษาที่แตกต่างกันของรังสีที่ได้จากการกดพาราฟินหรืออื่นๆ สารประกอบ Chadwick ที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจนแสดงให้เห็นว่าการทำนายทางกายภาพไม่สอดคล้องกับปรากฏการณ์ที่สังเกต

กล่าวอีกนัยหนึ่ง รังสีที่ได้รับมาจากอนุภาคที่คล้ายกับโปรตอน แต่ไม่มีประจุไฟฟ้า นั่นคือประสบการณ์ครั้งแรกที่นำไปสู่การค้นพบนิวตรอนอย่างเป็นทางการ

คุณสมบัติของนิวตรอน

นิวตรอนมีมวลใกล้เคียงกับโปรตอน แต่มากกว่าเล็กน้อย (1.00137 เท่า) ดังนั้นจึงมากกว่าอิเล็กตรอน (1838.5 เท่า) เช่นเดียวกับโปรตอน พวกมันประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานที่เรียกว่าควาร์ก. นิวตรอนมีสองควาร์ก "ลง"(ด้านล่าง) และหนึ่ง"ขึ้น" (ข้างต้น). ผลรวมของประจุในควาร์กเหล่านี้เป็นศูนย์

เมื่อพบในนิวเคลียสของอะตอม นิวตรอนจะเสถียร แต่เมื่ออยู่ภายนอก ในสภาวะอิสระ พวกมันจะมีครึ่งชีวิตที่ 879.4 วินาที ก่อนที่จะสลายเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน และแอนตินิวตริโนอิเล็กตรอน นี่คือสิ่งที่มักเกิดขึ้นภายในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งมีนิวตรอนอิสระที่มีความเข้มข้นสูง

ฟังก์ชันนิวตรอน

นิวตรอนถูกใช้เพื่อสร้างพลังงานนิวเคลียร์

นิวตรอนทำหน้าที่รักษาเสถียรภาพภายในนิวเคลียสของอะตอม ถ้าไม่เป็นเช่นนั้น โปรตอนก็จะขับไล่กันและกัน ด้วยการมีอยู่ของนิวตรอน นิวตรอนจะชดเชยแรงไฟฟ้าที่น่ารังเกียจนี้โดยแรงนิวเคลียร์อย่างแรงที่ทำให้โปรตอนและนิวตรอนมีเอกลักษณ์เฉพาะในนิวเคลียส

อย่างไรก็ตาม นิวตรอนอิสระสามารถใช้กับฟังก์ชันประเภทอื่นได้ สะดวกสำหรับมนุษย์. ตัวอย่างเช่น ใช้สำหรับเจาะและแสดงภาพวัสดุ ผ่านการควบคุมการปล่อยมลพิษ

พวกเขายังใช้ในการแตกตัวของนิวเคลียสนั่นคือการแตกของนิวเคลียสของอะตอมโดยการทิ้งระเบิดด้วยนิวตรอนอิสระจึงทำให้เกิด ปฏิกิริยา ที่ปล่อยจำนวนมากของพลังงาน. แน่นอนว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับอันตรายมากมาย เนื่องจากการปล่อยนิวตรอนที่ไม่สามารถควบคุมได้สามารถทำลาย โครงสร้าง ของโปรตีน พื้นฐานของสิ่งมีชีวิต.

นิวเคลียร์ฟิชชัน

นิวเคลียร์ฟิชชันเป็นรูปแบบของการแตกตัวของอะตอม โดยเฉพาะอะตอมของวัสดุหนัก เช่น ยูเรเนียม (U) และไอโซโทปที่เสถียร

ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยการทิ้งระเบิดนิวเคลียสของยูเรเนียมด้วยนิวตรอนเร็ว ตัวอย่างเช่น และโดยทั่วไปมากกว่านั้น ซึ่งทำให้เกิดความแตกแยกและการปลดปล่อยของ พลังงานและนิวตรอนอิสระใหม่ในปฏิกิริยาลูกโซ่ที่สามารถสร้างพลังงานที่ใช้งานได้ในระดับสูง

เมื่อปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม สามารถควบคุมเพื่อสร้าง ไฟฟ้า โดยใช้กังหันและจัดสรรให้มนุษย์ใช้ เช่น ที่เกิดขึ้นภายในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ดิ พลังงานนิวเคลียร์ ค่อนข้างปลอดภัยและคุ้มค่า แต่ก็มีความเกี่ยวข้องบางอย่าง ความเสี่ยง เนื่องจากมันสร้างธาตุที่เป็นพิษ (กัมมันตภาพรังสี)

ในทางตรงกันข้าม เมื่อปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นในลักษณะที่ไม่สามารถควบคุมได้ เราก็อยู่ต่อหน้า a ระเบิดปรมาณูซึ่งเป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์สงครามที่ทำลายล้างมากที่สุดที่ มนุษย์ อาจได้ตั้งครรภ์เช่นผู้ที่ รัฐบาล อเมริกันบน เมือง ฮิโรชิมาและนางาซากิใน สงครามโลกครั้งที่สอง.

!-- GDPR -->