Aiškinamasis rusų kalbos žodynas. D.N. Ušakovas

neutronas

neutronas, m (iš lot. neutrum, liet. nei vienas, nei kitas) (fizinis naujas). Medžiagos dalelė, patenkanti į atomo branduolį, neturinti elektros krūvio, elektra neutrali.

Aiškinamasis rusų kalbos žodynas. S.I.Ožegovas, N.Ju.Švedova.

neutronas

A, m (specialus). Elektra neutrali elementarioji dalelė kurių masė beveik lygi protono masei.

adj. neutronas, -th, -oh.

Naujas aiškinamasis rusų kalbos žodynas, T. F. Efremova.

neutronas

m Elektra neutrali elementari dalelė.

Enciklopedinis žodynas, 1998 m

neutronas

NEUTRONAS (angl. neutron, iš lot. neutron – nei vienas, nei kitas) (n) neutrali elementarioji dalelė, kurios sukinys 1/2, o masė viršija protono masę 2,5 elektronų masės; reiškia barionus. Laisvoje būsenoje neutronas yra nestabilus ir jo tarnavimo laikas yra maždaug. 16 min. Kartu su protonais susidaro neutronas atomų branduoliai; branduoliuose neutronas yra stabilus.

Neutronas

(anglų k. neutronas, iš lot. neutralus ≈ nei vienas, nei kitas; simbolis n), neutrali (neturinti elektros krūvio) elementarioji dalelė, kurios sukinys yra 1/2 (Planko konstantos vienetais), o masė šiek tiek viršija protonas. Visi atomų branduoliai yra sudaryti iš protonų ir azoto. Magnetono magnetinis momentas lygus maždaug dviem branduoliniams magnetonams ir yra neigiamas, tai yra nukreiptas priešingam mechaniniam, sukimosi, kampiniam impulsui. N. priklauso stipriai sąveikaujančių dalelių (hadronų) klasei ir yra įtrauktos į barionų grupę, tai yra, jie turi ypatingą vidinę charakteristiką ≈ bariono krūvis, lygus protonui (p), +

N. 1932 m. atrado anglų fizikas J. Chadwickas, kuris nustatė, kad vokiečių fizikų W. Bothe ir G. Becker atrasta skvarbioji spinduliuotė, atsirandanti, kai atomų branduoliai (ypač berilis) yra bombarduojami a-dalelėmis. , susideda iš neįkrautų dalelių, kurių masė yra artima protonų masei.

N. yra stabilūs tik stabilių atomų branduolių sudėtyje. Laisvasis N. yra nestabili dalelė, kuri skyla į protoną, elektroną (e-) ir elektroninį antineutriną:

vidutinė gyvavimo trukmė N. t » 16 min. Medžiagoje laisvųjų neutronų yra dar mažiau (tankiose medžiagose, vienetai ≈ šimtai mikrosekundžių) dėl jų stiprios absorbcijos branduoliuose. Todėl laisvieji neutronai atsiranda gamtoje arba gaunami laboratorijoje tik dėl branduolinių reakcijų (žr. Neutronų šaltiniai). Savo ruožtu laisvas azotas gali sąveikauti su atominiais branduoliais, iki pačių sunkiausių; nyksta N. sukelia vienokią ar kitokią branduolinę reakciją, iš kurių ypatinga prasmė turi sunkiųjų branduolių dalijimąsi, taip pat azoto gaudymą spinduliuote, dėl ko kai kuriais atvejais susidaro radioaktyvūs izotopai. Didelis neutronų efektyvumas vykdant branduolines reakcijas ir unikalus labai lėtų branduolių sąveikos su medžiaga pobūdis (rezonanso efektai, difrakcijos sklaida kristaluose ir kt.) daro azotą itin svarbia tyrimo priemone. branduolinė fizika ir fizika kietas. IN praktiniai pritaikymai N. vaidina pagrindinį vaidmenį branduolinės energijos gamyboje transuraniniai elementai ir radioaktyvieji izotopai ( dirbtinis radioaktyvumas), taip pat plačiai naudojami cheminė analizė(aktyvacijos analizė) ir geologiniuose tyrimuose (neutronų registravimas).

Priklausomai nuo N. energijos jie priimami sąlyginė klasifikacija: ultrašaltas N. (iki 10-7 eV), labai šaltas (10-7≈10-4 eV), šaltas (10-4≈5×10-3 eV), terminis (5×10-3≈0,5 eV) ), rezonansinis (0,5≈104 eV), vidutinis (104≈105 eV), greitas (105≈108 eV), didelės energijos (108≈1010 eV) ir reliatyvus (³ 1010 eV); sujungiami visi N. kurių energija iki 105 eV Dažnas vardas lėti neutronai.

══Neutronų registravimo metodus žr. Neutronų detektoriai.

Pagrindinės neutronų savybės

Svoris. Tiksliausiai nustatyta reikšmė yra skirtumas tarp branduolių ir protono masių: mn ≈ mр= (1,29344 ╠ 0,00007) MeV, matuojamas pagal įvairių branduolinių reakcijų energijos balansą. Palyginę šį kiekį su protono mase, gauname (energijos vienetais)

mn = (939,5527 ╠ 0,0052) MeV;

tai atitinka mn" 1,6╥10-24g, arba mn" 1840 mе, kur mе ≈ elektronų masė.

Sukimas ir statistika. Nugara N reikšmė 1/2 patvirtinama didelis agregatas faktus. Sukimasis buvo tiesiogiai matuojamas atliekant eksperimentus suskaidant labai lėtų neutronų pluoštą nevienodame magnetiniame lauke. IN bendras atvejis pluoštas turėtų suskilti į 2J+ 1 atskirus pluoštus, kur J ≈ sukimasis H. Eksperimente buvo pastebėtas skilimas į 2 pluoštus, o tai reiškia, kad J = 1/

Kaip dalelė su pusės sveikojo skaičiaus sukiniu, N. paklūsta Fermi ≈ Dirako statistikai (tai fermionas); Tai buvo nepriklausomai nustatyta remiantis eksperimentiniais duomenimis apie atomų branduolių struktūrą (žr. Branduoliniai apvalkalai).

Elektros krūvis neutronas Q = 0. Tiesioginiai Q matavimai nuo N pluošto įlinkio stipriame elektriniame lauke rodo, kad bent Q< 10-17e, где е ≈ элементарный электрический заряд, а netiesioginiai matavimai(remiantis makroskopinių dujų tūrių elektriniu neutralumu) pateikite įvertinimą Q< 2╥10-22е.

Kita kvantiniai skaičiai neutronas. Savo savybėmis N. yra labai artimas protonui: n ir p turi beveik vienodos masės, tas pats sukinys, gali tarpusavyje transformuotis vienas į kitą, pavyzdžiui, beta skilimo procesuose; jie vienodai pasireiškia stiprios sąveikos sukeltuose procesuose, ypač branduolinės jėgos, veikiančios tarp porų p≈p, n≈p ir n≈n, yra vienodos (jei dalelės yra atitinkamai tose pačiose būsenose). Toks didelis panašumas leidžia neutroną ir protoną laikyti viena dalele ≈ nukleonu, kuris gali būti dviejose skirtingos valstybės, skiriasi elektriniu krūviu Q. Nukleonas būsenoje, kai Q = + 1 yra protonas, kurio Q = 0 ≈ H. Atitinkamai, tam tikras vidinė charakteristika≈ izotoninis sukinys I lygus 1/2, kurio „projekcija“ gali užtrukti (pagal Bendrosios taisyklės Kvantinė mechanika) 2I + 1 = 2 reikšmės: + 1/2 ir ≈1/2. Taigi, n ir p sudaro izotopinį dubletą (žr. Izotopų invarianciją): nukleonas, esantis tokioje būsenoje, kai izotopinio sukinio projekcija kvantavimo ašyje + 1/2 yra protonas, o projekcija ≈1/2 ≈ H. Kaip izotopinio dubleto komponentai, N. ir protonas, pagal šiuolaikinė taksonomija elementariosios dalelės turi tuos pačius kvantinius skaičius: bariono krūvis B =+ 1, leptono krūvis L = 0, keistumas S = 0 ir teigiamas vidinis paritetas. Nukleonų izotopinis dubletas yra platesnės „panašių“ dalelių grupės dalis ≈ vadinamasis barionų oktetas, kurio J = 1/2, B = 1 ir teigiamas vidinis paritetas; be n ir p, į šią grupę įeina L-, S╠-, S0-, X
--, X0-hiperonai, besiskiriantys nuo n ir p keistumu (žr. Elementariosios dalelės).

Magnetinis dipolis neutronų momentas, Nustatytas iš branduolinio magnetinio rezonanso eksperimentų yra lygus:

mn = ≈ (1,91315 ╠ 0,00007) mе,

kur mя=5,05×10-24erg/gs ≈ branduolio magnetonas. Dalelės, kurios sukinys yra 1/2, aprašytas Dirako lygtimi, turi turėti magnetinį momentą, lygų vienam magnetonui, jei ji įkrauta, ir nuliui, jei ji neįkrauta. Prieinamumas magnetinis momentas N., taip pat anomali protono magnetinio momento reikšmė (mр = 2,79mя), rodo, kad šios dalelės turi kompleksą vidinė struktūra t.y. jų viduje yra elektros srovės, sukuriamas papildomas 1,79 m protono „anomalus“ magnetinis momentas, kurio dydis yra maždaug vienodas ir priešingo ženklo magnetinis momentas N. (≈1,9 m) (žr. toliau).

Elektrinis dipolio momentas. SU teorinis taškasŽvelgiant iš požiūrio, bet kurios elementariosios dalelės elektrinis dipolio momentas d turi būti lygus nuliui, jei elementariųjų dalelių sąveikos yra nekintamos keičiantis laikui (T-invariance). Elektros paieška dipolio momentas elementariosiose dalelėse yra vienas iš šios pagrindinės teorijos pozicijos testų, o iš visų elementariųjų dalelių N. yra patogiausia dalelė tokiems paieškoms. Eksperimentai naudojant metodą magnetinis rezonansas ant sijos šalto N. parodė, kad dn< 10-23см╥e. Это означает, что сильное, электромагнитное и silpnos sąveikos yra T-invariantai labai tiksliai.

Neutronų sąveika

N. dalyvauja visose žinomose elementariųjų dalelių sąveikose – stipriosiose, elektromagnetinėse, silpnosiose ir gravitacinėse.

Stipri neutronų sąveika. N ir protonas dalyvauja stiprioje sąveikoje kaip vieno izotopinio nukleonų dubleto komponentai. Stiprių sąveikų izotopinė invariacija lemia tam tikrą ryšį tarp charakteristikų įvairūs procesai dalyvaujant protonui ir protonui, pavyzdžiui, efektyvūs p+ mezono sklaidos ant protono ir p skerspjūviai
-mezonai ant N yra vienodi, nes p+p ir p-n sistemos turi tą patį izotopinį sukinį I = 3/2 ir skiriasi tik izotopinio sukinio I3 projekcijos reikšmėmis (I3 = + 3/2 in pirmasis ir I3 = ≈ 3/2 antrais atvejais), K+ sklaidos skerspjūviai ant protono ir K╟ ant H yra identiški ir kt. Tokio ryšio pagrįstumas buvo eksperimentiškai patikrintas atliekant daugybę eksperimentų su greitintuvais aukšta energija. [Dėl to, kad nėra taikinių, susidedančių iš neutronų, duomenys apie įvairių nestabilių dalelių sąveiką su branduoliais daugiausia gaunami iš eksperimentų, susijusių su šių dalelių sklaida ant deuterono (d) ≈ ​​paprasčiausio branduolio, kuriame yra branduoliai.]

Esant žemai energijai, tikroji neutronų ir protonų sąveika su įkrautomis dalelėmis ir atomų branduoliais labai skiriasi dėl protono elektrinio krūvio, kuris lemia ilgo nuotolio egzistavimą. Kulono jėgos tarp protono ir kitų įkrautų dalelių tokiais atstumais, kuriais trumpojo nuotolio branduolinių jėgų praktiškai nėra. Jei protono susidūrimo su protonu ar atomo branduoliu energija yra mažesnė už Kulono barjero aukštį (kuris sunkiųjų branduolių atveju yra apie 15 MeV), protonų sklaida daugiausia vyksta dėl elektrostatinių atstūmimo jėgų, kurios neleidžia dalelėms priartėti atstumai veikimo spindulio tvarka branduolines pajėgas. N. elektros krūvio trūkumas leidžia jam prasiskverbti pro elektroninius atomų apvalkalus ir laisvai priartėti prie atomų branduolių. Tai ir lemia unikalus gebėjimas Santykinai mažos energijos N. sukelia įvairias branduolines reakcijas, tarp jų ir sunkiųjų branduolių dalijimosi reakciją. N. sąveikos su branduoliais tyrimų metodai ir rezultatai pateikiami straipsniuose Lėti neutronai, Neutronų spektroskopija, Atomų dalijimosi branduoliai, Lėtųjų neutronų sklaida ant protonų, kurių energija iki 15 MeV yra sferiškai simetriška inercijos sistemos centre. Tai rodo, kad sklaidą lemia sąveika n ≈ p būsenoje santykinis judėjimas su orbitos kampiniu momentu l = 0 (vadinamoji S banga). Sklaida S būsenoje yra specifinis kvantinis mechaninis reiškinys, neturintis analogo klasikinė mechanika. Jis vyrauja prieš sklaidą kitose būsenose, kai de Broglie bangos ilgis yra H.

užsakymą arba didesnis už spindulį branduolinių jėgų veikimas (≈ Planko konstanta, v ≈ N. greitis). Kadangi esant 10 MeV energijai, bangos ilgis yra H.

Ši branduolio sklaidos ant protonų esant tokiai energijai ypatybė tiesiogiai suteikia informacijos apie branduolinių jėgų veikimo spindulio dydį. Teorinis svarstymas rodo, kad sklaida S būsenoje silpnai priklauso nuo išsamios sąveikos potencialo formos ir yra labai tiksliai apibūdinama dviem parametrais: efektyviuoju potencialo spinduliu r ir vadinamuoju sklaidos ilgiu a. Tiesą sakant, norint apibūdinti sklaidą n ≈ p, parametrų skaičius yra dvigubai didesnis, nes np sistema gali būti dviejų būsenų su skirtingos reikšmės visas sukimasis: J = 1 (tripleto būsena) ir J = 0 (viengubo būsena). Patirtis rodo, kad vandenilio sklaidos ilgis pagal protoną ir efektyvieji sąveikos spinduliai singleto ir tripleto būsenose yra skirtingi, ty branduolinės jėgos priklauso nuo bendro dalelių sukimosi sistemos np (deuterio branduolys) gali egzistuoti tik tada, kai suminis sukinys yra 1, o vienetinėje būsenoje branduolinių jėgų dydis yra nepakankamas, kad susidarytų surišta būsena H. ≈ protonas. Branduolinės sklaidos ilgis singletinėje būsenoje, nustatytas iš protonų sklaidos ant protonų eksperimentų (du protonai S būsenoje pagal Pauli principą gali būti tik būsenoje, kurios bendras sukinys yra nulinis), yra lygus sklaidos ilgis n≈p singleto būsenoje. Tai atitinka stiprios sąveikos izotopinę invariaciją. Nebuvimas prijungta sistema pr vienetinėje būsenoje ir branduolinių jėgų izotopinė invariacija leidžia daryti išvadą, kad dviejų neutronų surišta sistema ≈ vadinamasis bineutronas negali egzistuoti (panašiai kaip ir protonai, dviejų S būsenos neutronų bendras sukinys turi būti lygus nulis). Tiesioginiai n≈n sklaidos eksperimentai nebuvo atlikti, nes nebuvo neutronų taikinių, tačiau netiesioginiai duomenys (branduolių savybės) ir tiesioginiai ≈ reakcijų 3H + 3H ╝ 4He + 2n, p- + d ╝ 2n tyrimai. + g ≈ atitinka izotopų invariancijos branduolinių jėgų ir bineutrono nebuvimo hipotezę. [Jei egzistuotų bineutronas, tai šiose reakcijose atitinkamai a-dalelių (4He branduolių) ir g-kvantų energijos pasiskirstymo smailės būtų stebimos esant gana tam tikroms energijos vertėms.] Nors branduolinė sąveika singletinėje būsenoje nėra pakankamai didelis, kad susidarytų bineutronas, tai neatmeta galimybės susidaryti surištai sistemai, kurią sudaro didelis skaičius N. vien ≈ neutronų branduoliai. Šis klausimas reikalauja tolesnio teorinio ir eksperimentinio tyrimo. Bandymai eksperimentiškai aptikti trijų ar keturių nukleotidų, taip pat 4H, 5H ir 6H branduolius, dar nedavė rezultatų. teigiamas rezultatas, Nepaisant to, kad nėra nuoseklios stiprios sąveikos teorijos, remiantis daugybe esamų idėjų, galima kokybiškai suprasti kai kuriuos stiprios sąveikos dėsningumus ir neutronų struktūrą hadronai (pavyzdžiui, protonas) yra atliekami keičiantis virtualiais hadronais (žr. . Virtualios dalelės) ≈ p-mezonai, r-mezonai ir tt Šis sąveikos vaizdas paaiškina trumpojo nuotolio branduolinių jėgų prigimtį, kuris nustatomas pagal lengviausio hadrono ≈ p-mezono Komptono bangos ilgį (lygus 1,4 × 10-13 cm). Kartu tai rodo galimybę virtualiai neutronus paversti kitais hadronais, pavyzdžiui, p-mezono emisijos ir sugerties procesą: n ╝ p + p- ╝ n. Iš patirties žinomas stiprios sąveikos intensyvumas yra toks, kad N. didžiąją laiko dalį turi praleisti tokiose „atsiribusiose“ būsenose, būdamas tarsi virtualių p-mezonų ir kitų hadronų „debesyje“. Tai lemia elektrinio krūvio ir magnetinio momento erdvinį pasiskirstymą N viduje, fiziniai matmenys kurį lemia „debesio“ dydis virtualios dalelės(taip pat žr. Formos koeficientas). Visų pirma, pasirodo, galima kokybiškai interpretuoti minėtą apytikslę lygybę absoliučioji vertė anomalūs N ir protono magnetiniai momentai, jei manysime, kad N. magnetinis momentas susidaro orbitinis judėjimas apmokestintas p
- mezonai išspinduliuojami praktiškai proceso n ╝ p + p - n , o protono anomalinis magnetinis momentas ≈ virtualaus p+ mezonų debesies orbitinis judėjimas, sukurtas proceso metuр ╝ n + p+ ╝ р.

Elektromagnetinės sąveikos neutronas. Elektromagnetinės savybės N. lemia magnetinio momento buvimas, taip pat teigiamų ir pasiskirstymas neigiami krūviai ir srovės. Visos šios savybės, kaip matyti iš ankstesnio, yra susijusios su N. dalyvavimu stipri sąveika, kuris lemia jo struktūrą. Magnetinis N. momentas lemia N. elgesį išorinėje elektromagnetiniai laukai: N pluošto skilimas netolygiame magnetiniame lauke, sukimosi precesija N. Vidinis elektromagnetinė struktūra N. pasireiškia didelės energijos elektronų sklaida ant N. ir mezonų gamybos procesuose ant N. g-kvantais (mezonų fotoprodukcija). Elektromagnetinė neutronų sąveika su atomų ir atomų branduolių elektronų apvalkalais sukelia daugybę reiškinių, kurie svarbu tirti materijos sandarą. N. magnetinio momento sąveika su magnetiniais momentais elektronų apvalkalai atomai labai pasireiškia neutronams, kurių bangos ilgis yra lygus arba didesnis už atomo matmenis (energija E< 10 эв), и широко используется для исследования магнитной структуры и элементарных возбуждений (спиновых волн) магнитоупорядоченных кристаллов (см. Нейтронография). Интерференция с ядерным рассеянием позволяет получать пучки поляризованных медленных Н. (см. Поляризованные нейтроны).

N. magnetinio momento sąveika su elektrinis laukas branduoliai sukelia specifinę N. dispersiją, nurodytą pirmą kartą Amerikos fizikas Yu Schwinger ir todėl vadinamas „Schwinger“. Bendras šios sklaidos skerspjūvis yra mažas, tačiau esant mažais kampais (~ 3╟) jis tampa panašus į skerspjūvį branduolinei sklaidai; N., išsibarsčiusi tokiais kampais, in stiprus laipsnis poliarizuotas.

Magnetizmo ≈ elektrono (n≈e) sąveika, nesusijusi su paties elektrono ar orbitos impulsu, daugiausia redukuojama iki magnetizmo magnetinio momento sąveikos su elektrono elektriniu lauku. Kitas, matyt, mažesnis indėlis į (n≈e) sąveiką gali būti dėl elektros krūvių ir srovių pasiskirstymo N viduje. Nors (n≈e) sąveika yra labai maža, ji buvo pastebėta kelių eksperimentų metu.

Silpna neutronų sąveika pasireiškia tokiais procesais kaip N. skilimas:

elektrono antineutrino gaudymas protonu:

ir miuonų neutrinas (nm) neutronu: nm + n ╝ p + m-, miuonų branduolinis gaudymas: m- + p ╝ n + nm, keistų dalelių skilimas, pvz., L ╝ p╟ + n ir kt.

Gravitacinė neutrono sąveika. N. yra vienintelė elementarioji dalelė, turinti ramybės masę, kuriai ji buvo tiesiogiai stebima gravitacinė sąveika≈ gerai kolimuoto šaltųjų neutronų pluošto trajektorijos kreivumas antžeminiame gravitaciniame lauke Išmatuotas neutronų gravitacinis pagreitis eksperimentinio tikslumo ribose sutampa su. gravitacinis pagreitis makroskopiniai kūnai.

Neutronai Visatoje ir artimoje Žemės erdvėje

Klausimas apie neutronų kiekį Visatoje ankstyvosiose jos plėtimosi stadijose vaidina svarbus vaidmuo kosmologijoje. Pagal karštosios Visatos modelį (žr. Kosmologija) nemaža dalis iš pradžių buvusių laisvųjų neutronų plėtimosi metu sugeba sunykti. Vandenilio dalis, kurią sugauna protonai, galiausiai turėtų sudaryti maždaug 30 % He branduolių ir 70 % protonų. Eksperimentinis apsisprendimas Procentinė He sudėtis Visatoje yra vienas iš svarbiausių karštosios Visatos modelio bandymų.

Žvaigždžių evoliucija kai kuriais atvejais sukelia formavimąsi neutroninės žvaigždės, kurie visų pirma apima vadinamuosius pulsarus.

Dėl jų nestabilumo neutronų nėra pagrindiniame kosminių spindulių komponente. Tačiau kosminių spindulių dalelių sąveika su atominiais branduoliais žemės atmosfera sukelti azoto susidarymą atmosferoje. Šių N. sukeliama reakcija 14N (n, р)14С yra pagrindinis šaltinis radioaktyvusis izotopas anglis 14C atmosferoje, iš kur patenka į gyvus organizmus; remiantis 14C kiekio organinėse liekanose nustatymu radioaktyviosios anglies pažintys geochronologija. Lėtųjų neutronų, sklindančių iš atmosferos į artimą Žemę, skilimas erdvė, yra vienas iš pagrindinių elektronų šaltinių, užpildančių vidinę Žemės spinduliuotės juostos sritį.

Urano branduolių bombardavimas neutronų berilio lazdelė paėmė daug daugiau energijos, nei išsiskyrė pirminio dalijimosi metu.

Todėl, kad reaktorius veiktų, buvo būtina, kad kiekvienas atomas būtų padalintas neutronų

Todėl, kad reaktorius veiktų, reikėjo, kad kiekvienas atomas suskiltų neutronų berilio lazdelė savo ruožtu sukėlė kitų atomų skilimą.

Geras šaltinis neutronų buvo įperkama net ir prastai laboratorijai: truputis radžio ir keli gramai berilio miltelių.

Tą patį kiekį ciklotrone būtų galima gauti per dvi dienas, jei naudotume neutronų, kurį iš berilio taikinio išmušė pagreitinti deuteronai.

Tada buvo įmanoma parodyti, kad berilio spinduliuotė iš tikrųjų susideda iš gama spindulių ir srauto neutronų.

Matote, originalus srautas neutronų bus paprastas sferinis išsiplėtimas iš pirminio sprogimo, bet jį užims berilis“, – paaiškino Frommas, stovėdamas šalia Kuati.

Pragaras, akaša, alkoholizmas, angelas, antimedžiaga, antigravitacija, antifotonas, astenija, astrologija, atomas, armagedonas, aura, autogeninė treniruotė, delirium tremens, nemiga, beaistra, Dievas, dieviškasis, dieviškasis kelias, budizmas, buddhi, ateitis, visatos ateitis, ateitis saulės sistema, vakuumas, puikus įžadas, medžiaga, virtualus, įtaka likimui, nežemiška civilizacija, Visata, pasaulinis potvynis, įsikūnijimas, laikas, Aukštesnis intelektas, Aukštesnės žinios, galaktika, geologiniai laikotarpiai, Hermes Trismegistas, hiperonas, hipnozė, smegenys, horoskopas, gravitacinės bangos, gravitacija, guna, tao, dviguba, nuasmeninimas, masinis defektas, demonas, dzen budizmas, geras blogis, DNR, senovės žinios, žemyno dreifas, dvasia, siela, dhyana, velnias, Vieninga teorija Laukai, gyvenimas, psichikos ligos, gyvybės kilmė, žvaigždė, žemiškasis gyvenimas, žinios apie ateitį, žinios, zombiai, zombifikacija, likimo pasikeitimas, pakitusios sąmonės būsenos, materijos matavimas, smaragdo tabletė, imuninė sistema, instinktas, intelektas, intuicija, šviesos lenkimas, dirbtinis intelektas

Prie boro karbido strypo, labai sugeriantis neutronų, pakabintas 4,5 m ilgio grafito išstumtuvas.

Pakeitus šiuos stulpelius grafito išstumtuvu, kuris yra mažiau sugeriantis neutronų, ir sukuria vietinį reaktorių.

Minimalus dydis Mažiausias gyvo inertinio dydis natūralus kūnas natūralų kūną lemia dispersija, kurią lemia kvėpavimas, medžiaga-energija - atomas, daugiausia dujų elektronas, korpusas, biogeninė atomų migracija neutronas ir tt

Ilgaamžio junginio branduolio idėja leido Bohrui numatyti, kad tiks ir labai lėti. neutronų.

Struktūrinis skirtumas tarp jų yra sumažintas iki juose esančių protonų skaičiaus, neutronų, mezonai ir elektronai, tačiau kiekvienas nuoseklus protonų-elektronų poros pridėjimas prie sistemos smarkiai keičia viso agregato vieneto funkcines savybes ir tai yra aiškus fnl skaičiaus reguliavimo patvirtinimas.

RBMK-1000 reaktorius yra kanalinio tipo reaktorius, moderatorius neutronų- grafitas, aušinimo skystis - paprastas vanduo.

NEUTRONAS

NEUTRONAS

(angl. neutron, iš lot. neutron – nei vienas, nei kitas) (n), elektriškai neutralus elementas. dalelė, kurios sukinys yra 1/2 ir masė šiek tiek viršija protono masę; priklauso hadronų klasei ir yra barionų grupės dalis. Visi atomų branduoliai yra sudaryti iš protonų ir azoto. N. atidarytas 1932 m. fizikas J. Chadwickas, kuris nustatė, kad tai, kas buvo atrasta, buvo fizikų V. Bothe ir G. Becker, prasiskverbiantis, kuris atsiranda bombarduojant at. branduolių a-dalelių, susideda iš neįkrautų. ch-ts, kurių masė artima protonui.

N. yra stabilūs tik kompozicijoje stabilus at. šerdys. Laisvasis N. yra nestabili dalelė, kuri skyla pagal schemą: n®p+e-+v=c (N. beta skilimas); trečia N. t = 15,3 min. Medžiagose laisvųjų neutronų yra dar mažiau (tankiose medžiagose - vienetai - šimtai mikrosekundžių) dėl jų stiprios absorbcijos branduoliuose. Todėl laisvųjų N. pasitaiko gamtoje arba gaunami laboratorijoje tik kaip nuodai. reakcijos. Laisvas N., bendraujantis su pas. branduoliai, sukelia dif. . Didesnis N. efektyvumas įgyvendinant nuodus. reakcijos, sąveikos su lėtuoju N. unikalumas (rezonanso efektai, difrakcijos sklaida kristaluose ir kt.) daro N. nepaprastai svarbia nuodų tyrimų priemone. fizika ir fizika TV. kūnas (žr. NEUTRONOGRAFIJA). Praktikoje N. aplikacijos vaidina pagrindinį vaidmenį apsinuodijus. energija, gaminant transuraninius elementus ir radioaktyvumą. izotopai (dirbtiniai), taip pat naudojami chemijoje. analizė (aktyvinimo analizė) ir geol. žvalgymas (neutronų registravimas).

Pagrindinės neutronų charakteristikos.

Svoris. Tiksliausiai nustatomas skirtumas tarp neutrono ir protono masių: mn--mp=1,29344(7) MeV, matuojamas energija. balanso skirtumas. aš. reakcijos. Vadinasi (ir žinomas mp) mn = 939,5731(27) MeV arba mn»1,675X10-24 g»1840me (me - el-na).

Sukimas ir statistika. N. J sukinys buvo matuojamas suskaidžius labai lėto N. spindulį nevienalyčiame magnetiniame lauke. . Pagal kvant. mechanika, sija turėtų būti padalinta į 2J+1 dalis. kekės. Pastebėtas skilimas į du pluoštus, t.y. N. J = 1/2 ir N. paklūsta Fermi-Dirac statistikai (tai buvo nepriklausomai nustatyta remiantis eksperimentiniais at. branduolių sandaros duomenimis).

Lėtųjų neutronų sklaida protonais esant energijai iki 15 MeV yra sferiškai simetriška inercijos sistemos centre. Tai rodo, kad sklaidą lemia np veiksmas santykinėje būsenoje. judesiai iš orbitų. momentas l=0 (vadinamoji S banga). S sklaida vyrauja prieš sklaidą kitose valstybėse, kai de Broglie N. ?? nuodų veikimo spindulys. jėga Kadangi esant 10 MeV energijai N.?2 10-13 cm, ši N. sklaidos ant protonų esant tokiai energijai ypatybė suteikia informacijos apie nuodų veikimo spindulio dydžio eilę. jėga Iš mikrodalelių sklaidos teorijos išplaukia, kad sklaida S būsenoje silpnai priklauso nuo detalios veikimo potencialo formos ir yra labai tiksliai apibūdinama dviem parametrais: eff. potencialo spindulys r ir sklaidos ilgis a. Norint apibūdinti np sklaidą, parametrų skaičius yra dvigubai didesnis, nes sistema gali būti dviejų būsenų su skirtingos reikšmės bendras sukimasis: 1 (tripleto būsena) ir 0 (viengubo būsena). Patirtis rodo, kad N. sklaidos ilgiai protonu ir eff. veikimo spindulys viengubo ir tripleto būsenose skiriasi, t.y. nuodų. jėgos priklauso nuo bendros atgal h-ts. Visų pirma, komunikacijos. sistemos būsena np - deuterio branduolys gali egzistuoti tik esant sukimuisi 1. Sklaidos ilgis singletinėje būsenoje, nustatytas iš pp sklaidos eksperimentų (du protonai S būsenoje, pagal Pauli principą, gali būti tik būsena su nuliu viso sukimosi) yra lygi np sklaidos ilgiui singleto būsenoje. Tai atitinka izotopą stipraus veikimo nekintamumas. Ryšių trūkumas. np sistemos singletinėje būsenoje ir izotopinėje būsenoje. nekintamumo nuodai. jėgos leidžia daryti išvadą, kad ryšys negali egzistuoti. sistemos iš dviejų N-- vadinamasis. bineutronas. Tiesioginiai nn sklaidos eksperimentai buvo atlikti ne dėl neutroninių taikinių trūkumo, o netiesiogiai. duomenys (branduolių savybės) ir tiesesni - reakcijų 3H+3H®4He+2n, p-+d®2n+g tyrimas atitinka izotopinę hipotezę. nekintamumo nuodai. jėgos ir bineutrono nebuvimas. (Jei egzistuotų bineutronas, tai šiose reakcijose atitinkamų a-dalelių ir g-kvantų energijos pasiskirstymo smailės būtų stebimos esant gana tam tikroms energijoms.) Nors nuodai. Singleto būsenos poveikis nėra pakankamai stiprus, kad susidarytų bineutronas, tai neatmeta galimybės susidaryti ryšiui. sistemos, susidedančios iš daugybės vien tik neutronų branduolių (trijų ar keturių neutronų branduolių neaptikta).

Elektromagnetinė sąveika El.-magnetinė. N. šventuosius lemia magnio buvimas. momentas, kaip ir N viduje esantis pasiskirstymas. ir paneigti. krūviai ir srovės. Magn. N. momentas lemia N. elgesį išorinėse situacijose. el.-magn. laukai: N. pluošto skilimas nehomogeniniame magnetiniame lauke. laukas, sukimosi precesija N. Tarpt. el.-magn. neutrono sandara (žr. FORMOS VEIKSNIS) pasireiškia didelės energijos elektronų sklaidos metu ant neutrono ir mezonų gamybos procesuose ant neutrono g-kvantais. Magnetinis efektas momentas N. su magnetu. atomų elektronų apvalkalų momentai reikšmingai pasireiškia N., kurio de Broglie ilgis ties. dydžių (? NEUTRONOGRAFIJA). Magnetiniai trukdžiai sklaida branduoline leidžia gauti poliarizuotų lėtų N pluoštų. Magnetiniai efektai. momentas N. su elektra branduolinis laukas sukelia specifinį Švingerio sklaida (pirmą kartą nurodė amerikiečių fizikas Yu. Schwinger). Bendras išsibarstymas nedidelis, bet nedideliais kampais (= 3°) tampa panašus į nuodų skerspjūvį. išsibarstymas; N., išsibarstę tokiais kampais, yra labai poliarizuoti. N. santykiai su e-nom, nesusiję su jo paties. arba orbitomis. momentas el-na, verda į pagrindinį. iki magneto kilimo. momentas N. su elektra pašto lauką. Nors šis poveikis yra labai mažas, tyrime jį buvo galima pastebėti. eksperimentai.

Silpnas (I. pasireiškia tokiais procesais kaip N. suirimas: n®p+e-+v=e, gaudymas elektrono protonas: v=e+р®n+е+ ir miuono neutronas: vm+n®p+m-, nuodai. miuonų gaudymas: m-+р®n+vm, keistų dalelių skilimas, pvz. L®p°+n, taip pat nuoduose. reakcijos, kurias sukelia II. ir vaikščioti pažeidžiant erdves. paritetas.

Gravitacinė sąveika N. yra vienintelis elementas, turintis ramybės masę. h-ts, pjūviui buvo tiesiogiai stebima gravitacinė jėga. įlinkis – gerai kolimuoto šalto N spindulio trajektorijos kreivumas antžeminiame gravitaciniame lauke. N., eksperimento tikslumu, sutampa su gravitacija. pagreitis makroskopinis tel.

Neutronai Visatoje ir artimoje Žemės erdvėje.

Klausimas apie dalelių skaičių Visatoje ankstyvosiose jos plėtimosi stadijose vaidina svarbų vaidmenį kosmologijoje. Pagal karštosios Visatos modelį tai reiškia. Dalis iš pradžių buvusių laisvų N. plėtimosi metu turi laiko suirti. N. dalis, kurią galiausiai užfiksuoja protonai, galiausiai turėtų lemti maždaug. iki 30 % He branduolių ir 70 % protonų. Eksperimentuokime. He procento Visatoje nustatymas yra vienas iš kritinių. karštosios Visatos modelio bandymai. Kai kuriais atvejais žvaigždžių evoliucija lemia neutroninių žvaigždžių (įskaitant pulsarus) formavimąsi. Pirminiame kosmoso komponente. N. spindulių dėl jų nestabilumo nėra. Tačiau kosmoso poveikis. spinduliai su žemės atmosferos atomų branduoliais sukelia azoto susidarymą atmosferoje. Šių N. sukelta reakcija 14N (n, p) 14C yra pagrindinė. radioaktyvaus šaltinio anglies izotopas 14C atmosferoje, iš kur patenka į gyvus organizmus; dėl 14C kiekio organinėse medžiagose nustatymo. Palaikai pagrįsti geochronologijos radioaktyviosios anglies datavimo metodu. Lėtųjų neutronų, sklindančių iš atmosferos į artimą Žemės erdvę, skilimas. pr-vo, yavl. vienas iš vidinį užpildančių el. laiškų šaltinių regione radiacijos diržaiŽemė.

Fizinis enciklopedinis žodynas. - M.: Tarybinė enciklopedija. . 1983 .

NEUTRONAS

(n) (iš lotynų kalbos neutralus – nei vienas, nei kitas) – elementarioji dalelė, kurios elektros galia nulinė. krūvis ir masė, nereikšmingi didesnė masė protonas. Kartu su protonu bendriniu pavadinimu. Nukleonas yra atominių branduolių dalis. H. turi sukimosi 1/2 ir todėl paklūsta Fermi - Dirac statistika(yra fermionas). Priklauso šeimai adra-nov; turi bariono skaičius B= 1, y., įtrauktas į grupę barionai.

1932 m. atrado J. Chadwickas, kuris parodė, kad kietai prasiskverbią spinduliuotę, atsirandančią a-dalelėmis bombarduojant berilio branduolius, sudaro elektriškai neutralios dalelės, kurių masė maždaug lygi protono masei. 1932 metais D. D. Ivanenko ir W. Heisenbergas iškėlė hipotezę, kad atomo branduoliai susideda iš protonų ir H. Skirtingai nuo krūvių. dalelių, H. lengvai įsiskverbia į branduolius esant bet kokiai energijai ir su didelė tikimybė priežasčių branduolinės reakcijos gaudyti (n,g), (n,a), (n, p), jei energijos balansas reakcijoje teigiamas. Egzotermijos tikimybė branduolinė reakcija didėja lėtėjant H atvirkščiai proporcinga. jo greitis. H. gaudymo reakcijų padidėjimą, kai jos sulėtėja vandenilio turinčiose terpėse, E. Fermi ir jo bendradarbiai atrado 1934 m. O. Hahn ir F atrado H. gebėjimą sukelti sunkiųjų branduolių dalijimąsi. Strassmann (F. Strassman) 1938 m Branduolio dalijimasis), buvo kūrimo pagrindas atominiai ginklai Ir atominė energija. Lėtųjų neutronų, kurių de Broglie bangos ilgis priklauso nuo atominių atstumų (rezonanso efektai, difrakcija ir kt.), Sąveikos su medžiaga ypatumai yra pagrindas plačiai naudoti neutronų pluoštus kietojo kūno fizikoje. (H. klasifikacija pagal energiją – greita, lėta, šiluminė, šalta, itin šalta – žr. str. Neutronų fizika.)

Laisvoje būsenoje H. yra nestabilus – jame vyksta B irimas; n p + e - + v e; jo gyvavimo laikas t n = = 898(14) s, elektronų spektro ribinė energija yra 782 keV (žr. Neutronų beta skilimas). IN surišta būsena stabilių branduolių sudėtyje H. yra stabilus (eksperimentiniais vertinimais, jo gyvenimo trukmė viršija 10 32 metus). Pasak astr. Apskaičiuota, kad 15% matomos Visatos materijos atstovauja H., kuri yra 4 He branduolių dalis. H. yra pagrindinis komponentas neutroninės žvaigždės. Laisvieji H. gamtoje susidaro in branduolinės reakcijos, kurią sukelia a-dalelės radioaktyvusis skilimas, kosminiai spinduliai ir dėl spontaniško ar priverstinio sunkiųjų branduolių dalijimosi. Art. šaltiniai H. yra branduoliniai reaktoriai, branduoliniai sprogimai, protonų (vidutinės energijos) ir elektronų greitintuvai su taikiniais iš sunkūs elementai. 14 MeV energijos vienspalvių H. pluoštų šaltiniai yra mažos energijos. deuterono greitintuvai su tričio ar ličio taikiniu, o ateityje gali pasirodyti intensyvūs tokių H. šaltiniai. termobranduoliniai įrenginiai UTS. (Cm. Neutronų šaltiniai.)

Pagrindinės H savybės.

Mišios H. t p = 939.5731(27) MeV/s 2 = = 1.008664967(34) at. vienetų masė 1,675. 10 -24 g Skirtumas tarp H. ir protono masių buvo matuojamas nuo maksimumo. tikslumas nuo energijos. H. gaudymo protonu reakcijos balansas: n + p d + g (g-kvantinė energija = 2,22 MeV), m n- m p = 1,293323 (16) MeV/c 2 .

Elektros krūvis H. K n = 0. Tiksliausi tiesioginiai matavimai K n daromi nukreipiant šalto arba itin šalto H. spindulius į elektrostatinius. laukas: K n<= 3·10 -21 ji - elektronų krūvis). Kosv. elektros duomenys neutralumas makroskopinis. jų duodamo dujų kiekio Qn<= 2·10 -22 e.

Sukite H. J= 1/2 buvo nustatytas iš tiesioginių eksperimentų, skirtų H pluošto padalijimui nehomogeniškame magnetiniame lauke. lauką į du komponentus [bendruoju atveju komponentų skaičius lygus (2 J + 1)].

Vidinis paritetas H. teigiamas. Izotopinis sukinys I = 1 / 2, o projekcija izotopinė. atgal H. aš 3 = - 1/2. Viduje S.U.(3)-simetrija H. yra įtraukta į bariono oktetą (žr. Vienetinė simetrija).

Magnetinis momentas H. Nepaisant H. elektrinio neutralumo, jo magnetinis momentas. momentas žymiai skiriasi nuo nulio: m n = - 1,91304184(88)m I, kur m I = e/ 2m p c- branduolinis magnetonas(m p - protonų masė); magneto ženklas momentas nustatomas jo sukimosi krypties atžvilgiu. Magnetinis palyginimas protono momentai (m p = 2.7928456) ir H. leido iškelti hipotezę „nuogo“ nukleono p-mezono aplinkos (sluoksnio) vaidmenį formuojantis nukleono struktūrai. M p ir m n santykis (m p / m n - 3 / 2) gali būti paaiškintas idėjų apie nukleonų kvarkų struktūrą rėmuose (žr. toliau). Naib. tiksliai m n, išmatuotas lyginant su m p metodu branduolinis magnetinis rezonansas ant krūvos šaltų H.

Elektrinis dipolio momentas H. Dinaminis, ty indukuotasis, dipolio momentas H. gali atsirasti stiprioje elektrinėje. laukas, pvz. sklaidant H. ant sunkaus branduolio arba sklaidant g-spindulius ant deuterono. Dalelių energijos pokytis elektros energijoje. laukas nustatomas pagal ryšį D = -(a o 2 /2). E 2, kur a 0 yra dalelės poliarizuotumas, E - lauko stiprumas. Eksperimentai duoda įvertinimą 0<= 10 -42 см 3 (принята , в к-рой = Su= 1).

Statinis elektrinis elementariosios dalelės dipolio momentas (EDM) turi būti identiškai lygus nuliui, jei jos patiriamos sąveikos yra nekintamos laiko atsukimas(T-invariantai). EDM skiriasi nuo nulio, jei T-nekeičiamumas sulaužytas, kuris, anot CPT teorema(t. y. krūvio konjugacija, erdvinė inversija ir laiko apvertimas), prilygsta pažeidimui SR- dispersija. Nors pažeidimas SR-invariancija buvo atrasta dar 1964 m., kai skilimas K 0 L-Mezonas, vis tiek SR-nekintamo poveikio kitoms dalelėms (ar sistemoms) nepastebėta. Šiuolaikinėje vieningų elementariųjų dalelių matuoklių teorijų pažeidimas T(arba C.P.) – gali atsirasti nekintamumas elektrosilpna sąveika, nors efekto dydis itin mažas. Skirt. pažeidimų modeliai SR-invariances prognozuoja EDM H reikšmę lygiu (10 -24 -10 -32) e.žr. Dėl savo elektrinio neutralumas H. labai patogus objektas paieškai SR-nekintamumas. Naib. jautrus ir patikimas metodas – BMR metodas su elektriniu laukas uždėtas ant magneto. iole. Elektros krypties keitimas išlaikant visas kitas rezonansinio BMR spektrometro charakteristikas, BMR dažnis pasikeičia reikšme D v = - 4dE, Kur d- EDM. Dėl d ~ 10 -25 e. cm Dv ~10 -6 Hz. Naudojant ultrašalto H. sulaikymo BMR spektrometre metodą, galima pasiekti tokį jautrumą. Gauta maks. tikslus EDM H apribojimas: d n<= 2·10 -25 e. cm .

H struktūra.

H., kartu su protonu, priklauso lengviausiems barionams. Pagal šiuolaikinį idėjas, jis susideda iš trijų lengviausių valentų kvarkai(du d-kvarkai ir vienas u-kvarkas) iš trijų spalvų, sudarančių bespalvį derinį. Be valentinių kvarkų ir juos surišančių gliuonai nukleone yra virtualių kvarkų „jūra“, įskaitant sunkiuosius (keistus, žavius ​​ir pan.). Kvantinius skaičius H. visiškai lemia valentinių kvarkų ir tarpų rinkinys. struktūra – kvarkų ir gliuonų sąveikos dinamika. Šios sąveikos ypatybė yra eff padidėjimas. sąveikos konstantos ( veiksmingas mokestis)didėjant atstumui, kad sąveikos srities dydis būtų ribojamas vadinamojo ploto. kvarkų uždarumas - spalvotų objektų uždarymo sritis, kurios spindulys ~10-13 cm (žr. Spalvos išlaikymas).

Nuoseklus hadronų sandaros aprašymas remiantis modern stiprios sąveikos teorija - kvantinė chromodinamika - o susitikimas teorinis. tačiau daugeliui kyla sunkumų visiškai patenkins užduotis. rezultatus pateikia nukleonų, vaizduojamų kaip elementarūs objektai, sąveikos, keičiantis mezonais, aprašymas. Eksperimentuokime. erdvių tyrinėjimas. H. struktūra atliekama naudojant didelės energijos leptonų (elektronų, miuonų, neutrinų, šiuolaikinėje teorijoje laikomų taškinėmis dalelėmis) sklaidą ant deuteronų. Protono sklaidos indėlis matuojamas gyliu. eksperimentas ir gali būti atimtas naudojant apibrėžimą. paskaičiuos. procedūras.

Elastingas ir kvazielastingas (su deuterono padalijimu) elektronų sklaida ant deuterono leidžia rasti elektrinį tankį. krūvis ir magnetinis momentas H. ( formos koeficientas H.). Remiantis eksperimentu, magnetinis tankis. momentas H. kelių eilės tikslumu. procentų sutampa su elektros tankio pasiskirstymu. protonų krūvis ir jo vidutinis kvadratinis spindulys yra ~0,8·10–13 cm (0,8 F). Magn. H. formos veiksnį gana gerai apibūdina vadinamasis. dipolio f-loy G M n = m n (1 + q 2 /0,71) -2, kur q 2 - perduoto impulso kvadratas vienetais (GeV/c) 2.

Sudėtingesnis klausimas yra apie elektros srovės dydį. (įkrovos) formos koeficientas H. G E n. Iš deuterono sklaidos eksperimentų galime daryti išvadą G E n ( q 2 ) <= 0,1 perduodamų impulsų kvadratų intervale (0-1) (GeV/c) 2. At q 2 0 dėl lygybės nuliniam elektriniam. kaltinti H. G E n- > 0, tačiau jį galima nustatyti eksperimentiškai dG E n ( q 2 )/dq 2 | q 2=0. Ši vertė yra maks. tiksliai rasta pagal ismatavimus sklaidos ilgiai H. ant sunkiųjų atomų elektronų apvalkalo. Pagrindinis Dalį šios sąveikos lemia magnetinis laukas. akimirka H. Max. tikslūs eksperimentai suteikia ne sklaidos ilgį A ne = -1,378(18) . 10 -16 cm, o tai skiriasi nuo skaičiuotinės vertės, nustatytos magnetiniu lauku. momentas H.: a ne = -1,468. 10–16 cm skirtumas tarp šių verčių suteikia vidutinį kvadratinį elektrinį. spindulys H.<r 2 E n >= = 0,088(12) Fili dG E n ( q 2)/dq 2 | q 2 = 0 = -0,02 F 2 . Šie skaičiai negali būti laikomi galutiniais dėl didelės duomenų sklaidos, dekomp. eksperimentų, viršijančių praneštas klaidas.

IN giliai neelastingas procesas sklaida (sąveika su daugelio antrinių hadronų, pirmiausia pionų, gamyba), krintanti taškinė dalelė (leptonas) tiesiogiai sąveikauja su taškiniais nukleono komponentais – kvarkais. Kvarko kompozicija H. ( ddu)maks. aiškiai atsiskleidžia eksperimentuose su didelės energijos neutrinų ir antineutrinų sąveika su protonų ir neutronų (turinčių deuterio) taikiniais. Pavyzdžiui, bendras reakcijos skerspjūvis s v m n m - X (kur X yra hadronų rinkinys) yra maždaug du kartus didesnis už bendrą reakcijos skerspjūvį v m p m - X, nuo v m bendrauja tik su d-kvarkas [protono kvarko sudėtis ( uud)]. taip pat Šių paprastų bendrųjų skerspjūvių ryšių pataisos yra susijusios iš esmės. su virtualių kvarkų ir antikvarkų porų „jūra“.

Sąveika H.

Stipri H. sąveika su nukleonais. Dėl to izotopinis Invariancija yra neutrono-neutrono ir protono-protono sąveikos skerspjūvių lygybė, jei pastaruoju atveju atsižvelgiama į Kulono sąveikos indėlį. Kvarko-gliuono lygmens izotopas. yra mažo masių skirtumo pasekmė d- Ir u-kvarkai (jei pati kvarko masė nedidelė). Tai taip pat paaiškina protono ir H masių skirtumo mažumą, taip pat šio skirtumo dydį ir ženklą ( d- kvarkas yra sunkesnis u-kvarkas).

Esant mažoms energijoms (iki 15 MeV), H sklaida ant protono masės sistemos centre yra izotropinė, tai yra, daugiausia lemia sąveika. S-banga (santykinis judėjimas su orbitos impulsu L= 0). Dėl S-bangų sąveika, sklaidos skerspjūvį galima apibūdinti dviem parametrais – eff. sąveikos potencialo spindulys ir sklaidos ilgis. Priklausomybė nuo giminių. H. ir protono sukinių kryptis padvigubina parametrų skaičių, nes singleto (bendras sistemos sukinys 0) ir tripleto (bendras sukinys 1) būsenų sklaidos ilgiai skiriasi (skiriasi kelis kartus). Modernus sklaidos ilgių ir eff vertės. spinduliai (F): = 1,70(3), r os= 2,67 (3). Np sklaidos parametrai negali būti tiesiogiai lyginami su pp ir nn sklaida, nes pp ir nn sistemos pagal Pauli principas negali būti tripleto būsenoje. Singleto pp sklaidos ilgis yra lygus: A pp = -7,815 (8) F, r 0 = 2,758 F. Kulono indėlio į a pp leidžia gauti grynai branduolinį pp sklaidos ilgį a I pp, kraštas pasirodo lygus -17,25 F. Pagal izotopą. nekintamumas, A i pp = A nn. Nustatyti nn sklaidos parametrus yra sudėtinga problema, nes tiesioginė laisvojo H. sąveika dar nepastebėta dėl eksperimento sudėtingumo. Buvo pasiūlyta keletas. eksperimentinės galimybės ieškant tiesioginio nn sklaidos didelio srauto impulsinių arba stacionarių reaktorių pluoštuose.

Naib. tam tikra informacija apie A p . gautas tiriant reakciją p-d 2ng: a nn = -18,45(46) F, o reakcijos nd p2n: a nn = - 16.73(45) F. Rezultatų neatitikimas atsiranda dėl ekstrapoliacijos procedūros iki nulinės energijos H. ir nepakankamo deuterono aprašymo. Lyginant A nn ir a pp, galime daryti išvadą, kad izotopas. stebimas invariantas, nors ir eksperimentinis. nepakankamas.

Ankstyvajame branduolinės fizikos vystymosi etape pagrindai vaidino pagrindinį vaidmenį suprantant branduolinių jėgų savybes. deuterono savybės. Deuteronas yra surišta tripletinė būsena, kurios surišimo energija yra -2,224 MeV. Singleto būsena yra teigiama. surišimo energija 64 keV ir yra rezonansas. Dr. Np sistemos žemos energijos regione rezonansų ir surištų būsenų nėra. Šie du parametrai leidžia nustatyti nukleono ir nukleono sąveiką bei branduolinių jėgų spindulį. Kvadrupolio elektrinio buvimas deuterone. momentas Q= 2.859. 10 -27 cm 2 leidžia daryti išvadą apie tenzorinių branduolinių jėgų egzistavimą.

Radiacija H. gaudymas protonu, nр dg, yra paprasčiausia branduolinė reakcija. Gaudymo skerspjūvis esant mažoms energijoms H priklauso nuo greičio H kaip 1 / u . Šiluminiam H. (su l = 1,73) s n g = 0,311 barnis.

Izotopinis branduolinių jėgų nekintamumas ir žinoma vienkartinė np būsena leidžia pagrįsti surištos nn būsenos (dineutrono) nebuvimą. Eksperimentuokime. to paieškos A + B C + 2n tipo reakcijose patvirtina šią išvadą: dineutronų gamybos skerspjūvis<=10 -29 см 2 . Не найдены также связанные состояния трёх и четырёх H. Для большего числа H. существование связанных состояний не исключено, хотя вероятность их образования в исследованных ядерных реакциях должна быть крайне мала.

Esant didelėms nukleonų ir nukleonų sąveikos energijoms, jo charakteris pasikeičia. Esant krintančių nukleonų (200-400) MeV energijoms, atitinkančioms jų artėjimą ~0,3 F atstumu, sąveikoje atsiranda atstumiančios reakcijos. jėga. Šis reiškinys paprastai lyginamas su standžios atstumiančios nukleonų šerdies (šerdies) egzistavimu ir priskiriamas dominuojančiam vaidmeniui, pavyzdžiui, nedideliais atstumais keičiantis sunkiųjų vektorių mezonais. w-mezonai. Šis paaiškinimas nėra vienintelis galimas. „Kvarko maišelio“ modelyje (žr Kvarkų modeliai) tas pats reiškinys paaiškinamas dviejų nukleonų susiliejimu nedideliais atstumais į vieną šešių kvarkų maišą, kurio savybės kokybiškai skiriasi nuo atskirų nukleonų savybių; Tai lemia tai, kad du atskiri nukleonai nėra eksperimentiškai stebimi nedideliais atstumais.

Esant aukštesnei energijai, sąveika iš esmės tampa neelastinga ir ją lydi kartotiniai. p-mezonų ir sunkesnių dalelių kūrimas (žr. Keli procesai). Kvarkų ir gliuonų savybės vaidina lemiamą vaidmenį sąveikos dinamikoje, sukeldamos antrinių hadronų čiurkšlių susidarymą (žr. Hadronų srovė) ir kt.

H. sąveika su branduoliais ir medžiaga. Kaip ir sąveiką su protonu, H. sąveiką su branduoliais apibūdina gana trumpo nuotolio jėgos, palyginti su de Broglie bangos ilgiu H. Esant mažoms energijoms, sąveika apibūdinama sklaidos ilgiu ir potencialo spinduliu. . duobes. Kliūties H prasiskverbimui į branduolį nebuvimas lemia tai, kad H yra mažai energijos. vaidmenį atlieka reakcijos kanalas, einantis per junginio susidarymą branduoliai(sudėtinės šerdys). Neutronų rezonansai, nulemti junginio branduolio būsenų ties vadinamuoju. H rezonansinės energijos yra gerai atskirtos (žr. Neutronų spektroskopija). Esant ~ (0,1 - 1) MeV vidutiniams ir sunkiems branduoliams sutampa, o skerspjūvio elgsena aprašyta statistiškai. Fenomenologiškai skerspjūvio elgsena H. sąveikai su branduoliais apibūdinama jėgos funkcijomis. s, p, d neutronų rezonansai su būdingais svyravimais. Esant aukštesnėms energijoms, fenomenologinis. suvidurkintų ruožų aprašymas pasiekiamas naudojant optinis modelis, šerdis. Didelės energijos H. sąveika su branduoliais panaši į protonų sąveiką su branduoliais.

Lėtam H. lemiamos tampa jo bangų savybės ir nuosekli sąveika su tvarkingais kondensatoriais. trečiadieniais. H. kurių bangos ilgis artimas tarpatominiams atstumams yra svarbiausios kietųjų kūnų sandaros ir jose sužadinimo dinamikos tyrimo priemonės. H. mag. momentas sukuria poliarizatorių pluoštus. H. yra itin jautrus. įrankis, skirtas tirti įmagnetinimo pasiskirstymą medžiagoje (žr. Neutronografija).

H. sąveikos su dauguma branduolių bruožas yra teigiamas. , kuris lemia koeficientą. refrakcija< 1. Благодаря этому H., падающие из вакуума на границу вещества, могут испытывать полное внутр. отражение. При скорости u. < (5-8) м/с (ультрахолодные H.) H. испытывают полное отражение от границы с углеродом, никелем, бериллием и др. при любом угле падения и могут удерживаться в замкнутых объёмах. Это свойство ультрахолодных H. широко используется в экспериментах (напр., для поиска ЭДМ H.) и позволяет реализовать нейтронооптич. устройства (см. Neutronų optika).

H. ir silpna (electroweak) sąveika. Svarbus informacijos apie elektrosilpnąją sąveiką šaltinis yra laisvojo H b-skilimas. Kvarkų lygyje šis procesas atitinka perėjimą. Atvirkštinis elektrono antineutrino sąveikos su protonu procesas vadinamas. atvirkštinis b-skilimas. Ši procesų klasė apima elektroninis fiksavimas, vykstantys branduoliuose, re - n v e.

Laisvosios H. skilimas atsižvelgiant į kinematiką. parametrai apibūdinami dviem konstantomis – vektoriumi GV, atsirandantys iš vektoriaus išsaugojimo srovė universitetas. silpna sąveikos konstanta ir ašinis vektorius G A , pjūvio vertę lemia stipriai sąveikaujančių nukleono komponentų – kvarkų ir gliuonų – dinamika. Pradinio H. ir galutinio protono bei n p perėjimo banginės funkcijos dėl izotopo. invariantai apskaičiuojami gana tiksliai. Dėl to konstantų apskaičiavimas G V Ir G A nuo laisvojo H. irimo (priešingai nei skaičiavimai iš branduolių b-skilimo) nesusijęs su atsižvelgimu į branduolinės struktūros veiksnius.

H. gyvavimo trukmė neatsižvelgiant į tam tikrus pataisymus yra lygi: t n = kilogramas 2 V+ 3G 2 A) -1 , kur k apima kinematiką faktoriai ir Kulono pataisos priklausomai nuo b-skilimo ribinės energijos ir radiacinės korekcijos.

Poliarizatoriaus skilimo tikimybė. H. su sukimu S , energijos ir momento elektronų ir antineutrino ir R e, paprastai apibūdinamas tokia išraiška:

Koef. koreliacijos a, A, B, D gali būti pavaizduota kaip parametro funkcija a =(G A/G V,)exp( i f). F fazė skiriasi nuo nulio arba p, jei T- nekintamumas sulaužytas. Lentelėje pateikiami eksperimentiniai duomenys. šių koeficientų vertės. ir iš to kylančias reikšmes a ir f.

Yra pastebimas skirtumas tarp duomenų. eksperimentai t n, pasiekę keletą. proc.

Elektrosilpnos sąveikos, susijusios su H. esant didesnėms energijoms, aprašymas yra daug sudėtingesnis dėl būtinybės atsižvelgti į nukleonų struktūrą. Pavyzdžiui, m - -capture, m - p n v m apibūdinamas bent dvigubai didesniu konstantų skaičiumi. H. taip pat išbandytas su kitais hadronais, nedalyvaujant leptonams. Tokie procesai apima šiuos veiksmus.

1) Hiperonų skilimai L np 0, S + np +, S - np - ir tt Sumažėjusi šių skilimų tikimybė yra kelios. kartų mažiau nei nekeistoms dalelėms, kurios apibūdinamos įvedant Cabibbo kampą (žr. Cabibbo kampelis).

2) Silpna sąveika n - n arba n - p, kuri pasireiškia kaip erdvių neišsaugojimas. paritetas.Įprastas jų sukeliamo poveikio dydis yra 10 -6 -10 -7.

H. sąveika su vidutiniais ir sunkiais branduoliais turi nemažai ypatybių, dėl kurių kai kuriais atvejais reikš. stiprinant poveikį branduolių pariteto neišsaugojimas. Vienas iš šių poveikių yra susijęs. sugerties skerspjūvio H. su poliarizacija sklidimo kryptimi ir prieš ją, briaunų skirtumas 139 La branduolio atveju yra lygus 7 % esant = 1,33 eV, atitinkantį R- bangų neutronų rezonansas. Padidėjimo priežastis yra mažos energijos derinys. junginio branduolio būsenų plotis ir didelis lygių su priešingomis paritetais tankis šiame junginio branduolyje, o tai užtikrina 2-3 laipsniais didesnį komponentų su skirtingą paritetą susimaišymą nei žemose branduolių būsenose. Rezultatas yra daugybė efektų: g-kvantų emisijos asimetrija, palyginti su užfiksuotų poliarizatorių sukiniu. H. reakcijoje (n, g), krūvio emisijos asimetrija. dalelės skilimo reakcijos metu junginių būsenoms (n, p) arba lengvo (arba sunkaus) dalijimosi fragmento emisijos asimetrija reakcijoje (n, f). Asimetrijos vertė yra 10 -4 -10 -3, kai šiluminė energija H. V R-bangų neutronų rezonansai realizuojami papildomai. patobulinimas, susijęs su šios sudėtinės būsenos paritetą išsaugančio komponento susidarymo tikimybės slopinimu (dėl mažo neutronų pločio R-rezonansas) priešingos pariteto priemaišos komponento atžvilgiu, kuris yra s-rezonansas-som. Tai kelių derinys. amplifikacijos faktoriai leidžia pasireikšti itin silpnam, branduolinei sąveikai būdingo dydžio efektui.

Sąveika su bariono skaičiaus pažeidimu. Teorinis modeliai didysis susivienijimas Ir superunifikacijos prognozuoti barionų nestabilumą – jų skilimą į mezonus. Šie skilimai gali būti pastebimi tik lengviausiems barionams - p ir n, kurie yra atomo branduolių dalis. Dėl sąveikos su bariono skaičiaus pokyčiu 1, D B= 1, galima būtų tikėtis H. tipo transformacijos: n e + p - , arba transformacijos su keistų mezonų emisija. Tokio pobūdžio procesų paieška buvo vykdoma eksperimentuose naudojant kelių masės požeminius detektorius. tūkstantis tonų. Remiantis šiais eksperimentais, galime daryti išvadą, kad H. su bariono skaičiaus pažeidimu skilimo laikas yra daugiau nei 10 32 metai.

Dr. galimas sąveikos tipas su D IN= 2 gali sukelti H. ir tarpusavio konversijos reiškinį antineutronai vakuume, t.y . Nesant išorinių laukuose arba esant mažam jų dydžiui, H. ir antineutrono būsenos yra išsigimusios, nes jų masės yra vienodos, todėl net ir itin silpna sąveika gali juos sumaišyti. Mažo išorės kriterijus laukai yra sąveikos energijos magnetinės mažumas. momentas H. su magnetu. laukas (n ir n ~ turi priešingus magnetinius ženklus), palyginti su laiko nustatyta energija T pastebėjimai H. (pagal neapibrėžtumo santykį), D<=hT -1 . Stebint antineutronų susidarymą H pluošte iš reaktoriaus ar kito šaltinio T yra skrydžio H laikas. prie detektoriaus. Antineutronų skaičius pluošte didėja kvadratiškai ilgėjant skrydžio laikui: /N n ~ ~ (T/t osc) 2, kur t osc yra virpesių laikas.

Tiesioginiai eksperimentai stebint šalto H. susidarymą pluoštuose iš didelio srauto reaktoriaus duoda t osc > 10 7 s apribojimą. Ruošiamuose eksperimentuose galima tikėtis jautrumo padidėjimo iki t osc lygio ~ 10 9 s. Ribojančios aplinkybės yra maks. H. spindulių intensyvumas ir antineutronų anihiliacijos reiškinių modeliavimas kosminiame detektoriuje. spinduliai.

Dr. svyravimų stebėjimo metodas – antineutronų, kurie gali susidaryti stabiliuose branduoliuose, anihiliacijos stebėjimas. Be to, dėl didelio skirtumo tarp branduolyje atsirandančio antineutrono sąveikos energijų ir surišimo energijos H. eff. stebėjimo laikas tampa ~ 10 -22 s, tačiau didelis stebimų branduolių skaičius (~ 10 32) iš dalies kompensuoja jautrumo sumažėjimą, lyginant su eksperimentu H pluoštuose Iš požeminių eksperimentų, ieškant protonų skilimo, duomenų įvykių, kurių energija išsiskiria ~ 2 GeV, galima daryti su tam tikru neapibrėžtumu, priklausomai nuo tikslaus branduolio viduje esančio antineutrono sąveikos tipo nežinojimo, kad t osc > (1-3). 10 7 p. Būtybės t osc ribos didėjimą šiuose eksperimentuose stabdo kosminių dalelių sąveikos sukeltas fonas. neutrinai su branduoliais požeminiuose detektoriuose.

Reikėtų pažymėti, kad nukleonų skilimo paieška naudojant D B= 1 ir -svyravimų paieška yra nepriklausomi eksperimentai, nes juos sukelia iš esmės skirtingi sąveikos tipai.

Gravitacinė sąveika H. Neutronas yra viena iš nedaugelio elementariųjų dalelių, patenkančių į gravitaciją. Žemės lauką galima stebėti eksperimentiškai. Tiesioginis gravitacijos pagreitis H. atliekamas 0,3% tikslumu ir nesiskiria nuo makroskopinio. Atitikties klausimas išlieka aktualus lygiavertiškumo principas(inercinių ir gravitacinių masių lygybė) H. ir protonams.

Tiksliausi eksperimentai buvo atlikti naudojant Et-svorio metodą kūnams su skirtingais vidurkiais. santykio reikšmės A/Z Kur A - adresu. numeris, Z- branduolių krūvis (elementarinio krūvio vienetais e). Iš šių eksperimentų matyti, kad H. ir protonų gravitacijos pagreitis yra identiškas 2·10 -9 lygyje, o gravitacijos lygybė. o inertinės masės ~10 -12 lygyje.

Gravitacija pagreitis ir lėtėjimas plačiai naudojami eksperimentuose su ultrašaltu H. Gravitacijos taikymas. Refraktometras šaltam ir ultrašaltam H. leidžia labai tiksliai išmatuoti koherentinės H. sklaidos ant medžiagos ilgį.

H. kosmologijoje ir astrofizikoje

Pagal šiuolaikinį idėjos, karštosios visatos modelyje (žr. Karštos visatos teorija)Barionai, įskaitant protonus ir vandenilį, susidaro pirmosiomis Visatos gyvavimo minutėmis. Vėliau tam tikra H. dalis, kuri nespėjo suirti, užfiksuojama protonų, susidarant 4 He. Vandenilio ir 4 He santykis yra nuo 70% iki 30% masės. Žvaigždžių formavimosi ir jų evoliucijos metu toliau nukleosintezė, iki geležies branduolių. Sunkesni branduoliai susidaro dėl supernovų sprogimų, kai gimsta neutroninės žvaigždės, todėl susidaro viena po kitos. H. gaudymas nuklidais. Šiuo atveju derinama vadinamoji. s-procesas – lėtas H. gaudymas su b-skilimu tarp nuoseklių fiksavimų ir r-procesas - greitas nuoseklus. daugiausia užfiksuoti žvaigždžių sprogimo metu. gali paaiškinti pastebėtą elementų paplitimas kosmose objektų.

Pirminiame kosminio komponente H. spindulių tikriausiai nėra dėl jų nestabilumo. H., susidaręs Žemės paviršiuje, sklindantis į erdvę. ir skilimas, matyt, prisideda prie elektronų ir protonų komponentų susidarymo radiacijos diržaiŽemė.

Lit.: Gurevich I.S., Tarasov L.V., Mažos energijos neutronų fizika, M., 1965; Aleksandrovas A. Pagrindinės neutrono savybės, 2 leidimas, M., 1982 m.

V. M. Lobašovas.

Fizinė enciklopedija. 5 tomuose. - M.: Tarybinė enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prokhorovas. 1988 Didysis enciklopedinis žodynas Sinonimų žodynas

Neutrali elementari dalelė, kurios masė artima protono masei. Kartu su protonais neutronai sudaro atomo branduolį. Laisvoje būsenoje neutronas yra nestabilus ir skyla į protoną ir elektroną. Branduolinės energijos terminai. Rosenergoatom koncernas,...... Branduolinės energijos terminai

Neutronas- (n), neutrali elementari dalelė, kurios masė šiek tiek didesnė už protono masę. 1932 m. atrado ir pavadino anglų fizikas J. Chadwickas. Neutronai yra stabilūs tik branduoliuose. Neutrono masė yra 1,7 x 10 24 g Laisvasis neutronas... ... Iliustruotas enciklopedinis žodynas

NEUTRONAS, neutronas, vyras. (iš lot. neutrum, liet. nei vienas, nei kitas) (fizinis neol.). Medžiagos dalelė, patenkanti į atomo branduolį, neturinti elektros krūvio, elektra neutrali. Žodynas Ušakova. D.N. Ušakovas. 1935 1940... Ušakovo aiškinamasis žodynas

NEUTRONAS, vyras. (specialistas.). Elektriškai neutrali elementarioji dalelė, kurios masė beveik lygi protono masei. | adj. neutronas, oi, oi. Ožegovo aiškinamąjį žodyną. S.I. Ožegovas, N. Yu. Švedova. 1949 1992… Ožegovo aiškinamasis žodynas

neutronas- Neutrali elementari dalelė, kurios masė artima protono masei. Kartu su protonais neutronai sudaro atomo branduolį. Laisvoje būsenoje jis yra nestabilus ir skyla į protoną ir elektroną. Temos...... Techninis vertėjo vadovas

Pirmas skyrius. STABILIŲJŲ BRANDUOLIŲ SAVYBĖS

Aukščiau jau buvo pasakyta, kad branduolys susideda iš protonų ir neutronų, surištų branduolinių jėgų. Jei matuojame branduolio masę atominės masės vienetais, ji turėtų būti artima protono masei, padaugintai iš sveikojo skaičiaus, vadinamo masės skaičiumi. Jei branduolio krūvis yra masės skaičius, tai reiškia, kad branduolyje yra protonų ir neutronų. (Neutronų skaičius branduolyje paprastai žymimas

Šios branduolio savybės atsispindi simboliniame žymėjime, kuris bus naudojamas vėliau formoje

kur X yra elemento, kurio atomui priklauso branduolys, pavadinimas (pavyzdžiui, branduoliai: helis - , deguonis - , geležis - uranas

Pagrindinės stabilių branduolių charakteristikos yra: krūvis, masė, spindulys, mechaniniai ir magnetiniai momentai, sužadintų būsenų spektras, paritetas ir kvadrupolio momentas. Radioaktyvieji (nestabilūs) branduoliai papildomai apibūdinami jų gyvavimo trukme, radioaktyviųjų virsmų tipu, išskiriamų dalelių energija ir daugybe kitų ypatingų savybių, kurios bus aptartos toliau.

Pirmiausia panagrinėkime elementariųjų dalelių, sudarančių branduolį: protono ir neutrono, savybes.

§ 1. PAGRINDINĖS PROTONO IR NEUTRONO CHARAKTERISTIKOS

Svoris. Elektronų masės vienetais: protonų masė, neutronų masė.

Atominės masės vienetais: protonų masė, neutronų masė

Energijos vienetais protono ramybės masė yra likusioji neutrono masė.

Elektros krūvis. q – parametras, apibūdinantis dalelės sąveiką su elektriniu lauku, išreikštas elektrono krūvio vienetais kur

Visos elementarios dalelės neša elektros kiekį, lygų 0 arba Protono krūvis Neutrono krūvis lygus nuliui.

Sukite. Protono ir neutrono sukiniai yra vienodi.

Magnetinis momentas. Jei protono masę pakeisime formule (10), kuri nustato elektrono magnetinį momentą, o ne elektrono masę, gausime

Šis dydis vadinamas branduoliniu magnetonu. Pagal analogiją su elektronu galima daryti prielaidą, kad protono sukimosi magnetinis momentas yra lygus Tačiau patirtis parodė, kad paties protono magnetinis momentas yra didesnis nei branduolio magnetono: remiantis šiuolaikiniais duomenimis

Be to, paaiškėjo, kad neįkrauta dalelė – neutronas – taip pat turi magnetinį momentą, kuris skiriasi nuo nulio ir lygus

Magnetinio momento buvimas neutrone ir tokia didelė magnetinio momento vertė protone prieštarauja prielaidoms apie šių dalelių taškinį pobūdį. Daugybė pastaraisiais metais gautų eksperimentinių duomenų rodo, kad tiek protonas, tiek neutronas turi sudėtingą nevienalytę struktūrą. Neutrono centre yra teigiamas krūvis, o periferijoje - neigiamas krūvis, vienodo dydžio, pasiskirstęs dalelės tūryje. Bet kadangi magnetinį momentą lemia ne tik tekančios srovės dydis, bet ir jos apimtas plotas, tai jų sukuriami magnetiniai momentai nebus lygūs. Todėl neutronas gali turėti magnetinį momentą, išlikdamas paprastai neutralus.

Nukleonų tarpusavio transformacijos. Neutrono masė yra 0,14% didesnė už protono masę arba 2,5 karto didesnė už elektrono masę,

Laisvoje būsenoje neutronas skyla į protoną, elektroną ir antineutriną: jo vidutinė gyvenimo trukmė yra beveik 17 minučių.

Protonas yra stabili dalelė. Tačiau branduolio viduje jis gali virsti neutronu; šiuo atveju reakcija vyksta pagal schemą

Kairėje ir dešinėje esančių dalelių masių skirtumą kompensuoja energija, kurią protonui suteikia kiti branduolio nukleonai.

Protonas ir neutronas turi tuos pačius sukimus, beveik tas pačias mases ir gali transformuotis vienas į kitą. Vėliau bus parodyta, kad tarp šių dalelių poromis veikiančios branduolinės jėgos taip pat yra identiškos. Todėl jie vadinami bendru pavadinimu – nukleonu ir sakoma, kad nukleonas gali būti dviejų būsenų: protono ir neutrono, skiriasi savo ryšiu su elektromagnetiniu lauku.

Neutronai ir protonai sąveikauja dėl branduolinių jėgų, kurios yra neelektrinės prigimties. Branduolinės jėgos yra skolingos savo kilmei dėl mezonų mainų. Jei pavaizduotume protono ir mažos energijos neutrono sąveikos potencialios energijos priklausomybę nuo atstumo tarp jų, tai maždaug atrodys kaip diagrama, parodyta Fig. 5, a, t.y., turi potencialo šulinio formą.

Ryžiai. 5. Potencialios sąveikos energijos priklausomybė nuo atstumo tarp nukleonų: a - neutronas-neutronas arba neutronas-protonas poroms; b - protonų ir protonų porai

Kas yra neutronas? Kokia jo struktūra, savybės ir funkcijos? Neutronai yra didžiausios dalelės, sudarančios atomus, visos medžiagos statybiniai blokai.

Atominė struktūra

Neutronai randami branduolyje, tankioje atomo srityje, taip pat užpildytoje protonais (teigiamai įkrautomis dalelėmis). Šiuos du elementus kartu laiko jėga, vadinama branduoline. Neutronai turi neutralų krūvį. Teigiamas protono krūvis suderinamas su neigiamu elektrono krūviu, kad būtų sukurtas neutralus atomas. Nors branduolyje esantys neutronai neturi įtakos atomo krūviui, jie vis tiek turi daug savybių, turinčių įtakos atomui, įskaitant radioaktyvumo lygį.

Neutronai, izotopai ir radioaktyvumas

Dalelė, esanti atomo branduolyje, yra neutronas, kuris yra 0,2% didesnis už protoną. Kartu jie sudaro 99,99% visos to paties elemento masės ir gali turėti skirtingą neutronų skaičių. Kai mokslininkai nurodo atominę masę, jie turi omenyje vidutinę atominę masę. Pavyzdžiui, anglis paprastai turi 6 neutronus ir 6 protonus, kurių atominė masė yra 12, tačiau kartais randama ir 13 (6 protonai ir 7 neutronai). Taip pat egzistuoja anglis, kurios atominis skaičius yra 14, bet reta. Taigi anglies atominės masės vidurkis yra 12,011.

Kai atomai turi skirtingą neutronų skaičių, jie vadinami izotopais. Mokslininkai rado būdų, kaip šias daleles pridėti prie branduolio, kad būtų sukurti didesni izotopai. Dabar neutronų pridėjimas neturi įtakos atomo krūviui, nes jie neturi krūvio. Tačiau jie padidina atomo radioaktyvumą. Dėl to gali susidaryti labai nestabilūs atomai, kurie gali išleisti daug energijos.

Kas yra šerdis?

Chemijoje branduolys yra teigiamai įkrautas atomo centras, kurį sudaro protonai ir neutronai. Žodis „branduolis“ kilęs iš lotyniško branduolio, kuris yra žodžio, reiškiančio „riešutas“ arba „branduolis“, forma. Terminą 1844 m. sukūrė Michaelas Faradėjus, norėdamas apibūdinti atomo centrą. Mokslai, susiję su branduolio tyrimu, jo sudėties ir savybių tyrimu, vadinami branduoline fizika ir branduoline chemija.

Protonus ir neutronus laiko kartu stipri branduolinė jėga. Elektronai pritraukiami prie branduolio, bet juda taip greitai, kad jų sukimasis vyksta tam tikru atstumu nuo atomo centro. Branduolinis krūvis su pliuso ženklu kyla iš protonų, bet kas yra neutronas? Tai dalelė, kuri neturi elektros krūvio. Beveik visas atomo svoris yra branduolyje, nes protonai ir neutronai turi daug daugiau masės nei elektronai. Protonų skaičius atomo branduolyje lemia jo, kaip elemento, tapatybę. Neutronų skaičius rodo, kuris elemento izotopas yra atomas.

Atomo branduolio dydis

Branduolys yra daug mažesnis už bendrą atomo skersmenį, nes elektronai gali būti toliau nuo centro. Vandenilio atomas yra 145 000 kartų didesnis už jo branduolį, o urano atomas yra 23 000 kartų didesnis už jo centrą. Vandenilio branduolys yra mažiausias, nes susideda iš vieno protono.

Protonų ir neutronų išsidėstymas branduolyje

Protonai ir neutronai paprastai vaizduojami kaip supakuoti ir tolygiai paskirstyti į sferas. Tačiau tai yra tikrosios struktūros supaprastinimas. Kiekvienas nukleonas (protonas arba neutronas) gali užimti tam tikrą energijos lygį ir vietų diapazoną. Nors branduolys gali būti sferinis, jis taip pat gali būti kriaušės, rutulio ar disko formos.

Protonų ir neutronų branduoliai yra barionai, susidedantys iš mažiausių, vadinamų kvarkais. Traukos jėgos diapazonas yra labai mažas, todėl protonai ir neutronai turi būti labai arti vienas kito, kad būtų surišti. Ši stipri trauka įveikia natūralų įkrautų protonų atstūmimą.

Protonas, neutronas ir elektronas

Galingas postūmis plėtoti tokį mokslą kaip branduolinė fizika buvo neutrono atradimas (1932). Už tai turėtume padėkoti anglų fizikui, kuris buvo Rutherfordo mokinys. Kas yra neutronas? Tai nestabili dalelė, kuri laisvoje būsenoje vos per 15 minučių gali suskaidyti į protoną, elektroną ir neutriną, vadinamąją bemasę neutralią dalelę.

Dalelė gavo savo pavadinimą, nes neturi elektros krūvio, yra neutrali. Neutronai yra labai tankūs. Izoliuotoje būsenoje vieno neutrono masė bus tik 1,67·10 - 27, o jei paimsite arbatinį šaukštelį, tankiai prikimštą neutronų, gautas medžiagos gabalas svers milijonus tonų.

Protonų skaičius elemento branduolyje vadinamas atominiu skaičiumi. Šis skaičius kiekvienam elementui suteikia unikalią tapatybę. Kai kurių elementų, pavyzdžiui, anglies, atomuose protonų skaičius branduoliuose visada yra vienodas, tačiau neutronų skaičius gali skirtis. Tam tikro elemento atomas, kurio branduolyje yra tam tikras neutronų skaičius, vadinamas izotopu.

Ar pavieniai neutronai yra pavojingi?

Kas yra neutronas? Tai dalelė, kuri kartu su protonu yra įtraukta į Tačiau kartais jos gali egzistuoti ir pačios. Kai neutronai yra už atomų branduolių ribų, jie įgyja potencialiai pavojingų savybių. Kai jie juda dideliu greičiu, jie sukuria mirtiną spinduliuotę. Vadinamosios neutroninės bombos, žinomos dėl savo gebėjimo žudyti žmones ir gyvūnus, tačiau turi minimalų poveikį negyvoms fizinėms struktūroms.

Neutronai yra labai svarbi atomo dalis. Didelis šių dalelių tankis kartu su jų greičiu suteikia joms nepaprastą griaunančią galią ir energiją. Dėl to jie gali pakeisti ar net suplėšyti atomų, į kuriuos atsitrenkia, branduolius. Nors neutronas turi grynąjį neutralų elektrinį krūvį, jį sudaro įkrauti komponentai, kurie panaikina vienas kitą krūvio atžvilgiu.

Neutronas atome yra mažytė dalelė. Kaip ir protonai, jie yra per maži, kad juos būtų galima pamatyti net elektroniniu mikroskopu, tačiau jie yra, nes tik taip galima paaiškinti atomų elgesį. Neutronai yra labai svarbūs atomo stabilumui, tačiau už jo atomo centro jie negali egzistuoti ilgai ir vidutiniškai suyra tik per 885 sekundes (apie 15 minučių).

Neutronų savybės

Neutronas (lot. neuter – nei vienas, nei kitas) yra elementarioji dalelė, kurios elektros krūvis nulinis ir masė yra šiek tiek didesnė už protono masę. Neutronų masė m n=939,5731(27) MeV/s 2 =1,008664967 a.e.m. =1,675 10 -27kilogramas. Elektros krūvis =0. Sukas = 1/2, neutronas paklūsta Fermi statistikai. Vidinis paritetas yra teigiamas. Izotopinis sukimasis T=1/2. Trečioji izospino projekcija T 3 = -1/2. Magnetinis momentas = -1,9130. Surišimo energija branduolyje ramybės energija E 0 =m n c 2 = 939,5 Mav. Laisvasis neutronas suyra su pusinės eliminacijos periodu T 1/2= 11 min palei kanalą dėl silpnos sąveikos. Surištoje būsenoje (branduolyje) neutronas gyvena amžinai. „Išskirtinė neutrono padėtis branduolinėje fizikoje yra panaši į elektrono padėtį elektronikoje. Dėl to, kad nėra elektros krūvio, bet kokios energijos neutronas lengvai prasiskverbia į branduolį ir sukelia įvairias branduolio transformacijas.

Apytikslis neutronų klasifikacija pagal energiją pateikta 1.3 lentelėje

Reakcijų, veikiančių neutronams, yra daug: ( n, γ), (n, p), (n,n'), (n,α), ( n,2n), (n, f).

Radiacinės gaudymo reakcijos ( n, γ) neutronas, po kurio seka γ kvanto emisija, yra pagrįsti lėtais neutronais, kurių energija yra nuo 0÷500 kev.

Pavyzdys: Mav.

Elastinė neutronų sklaida ( n, n) yra plačiai naudojamas greitiesiems neutronams aptikti naudojant atatrankos branduolių metodą sekimo metoduose ir neutronų reguliavimui.

Neelastinei neutronų sklaidai ( n,n') neutronas pagaunamas, kad susidarytų sudėtinis branduolys, kuris skyla, išskirdamas neutroną, kurio energija yra mažesnė nei pradinio neutrono. Neelastinga neutronų sklaida galima, jei neutronų energija kelis kartus didesnė už tikslinio branduolio pirmosios sužadintos būsenos energiją. Neelastinga sklaida yra slenkstinis procesas.

Neutronų reakcija gamina protonus ( n, p) atsiranda veikiant greitiesiems neutronams, kurių energija yra 0,5÷10 meV. Svarbiausios reakcijos yra tričio izotopo gamyba iš helio-3:

Mav su skerspjūviu σ šiluma = 5400 tvartas,

ir neutronų registravimas fotoemulsijos metodu:

0,63 Mav kurių skerspjūvis σ šiluma = 1,75 tvartas.

Neutronų reakcijos ( n,α), kai susidaro α dalelės, efektyviai atsiranda ant neutronų, kurių energija yra 0,5÷10 MeV. Kartais vyksta reakcijos su terminiais neutronais: reakcija į tričio gamybą termobranduoliniuose įrenginiuose.