Rus dilinin açıklayıcı sözlüğü. D.N. Uşakov

nötron

nötron, m. (Latince nötrumdan, ne biri ne de diğeri) (fiziksel yeni). Bir atomun çekirdeğine giren, elektrik yükü olmayan, elektriksel açıdan nötr olan maddi parçacık.

Rus dilinin açıklayıcı sözlüğü. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.

nötron

A, m (özel). Elektriksel olarak nötr temel parçacık Kütlesi neredeyse protonun kütlesine eşit.

sıfat nötron, -aya, -ah.

Rus dilinin yeni açıklayıcı sözlüğü, T. F. Efremova.

nötron

m.Elektriksel olarak nötr temel parçacık.

Ansiklopedik Sözlük, 1998

nötron

NÖTRON (İngilizce nötron, Latince nötrden - ne biri ne de diğeri) (n) 1/2 spinli ve bir protonun kütlesini 2,5 elektron kütlesi kadar aşan bir kütleye sahip nötr bir temel parçacık; baryonları ifade eder. Serbest durumda nötron kararsızdır ve ömrü yaklaşık 16 dakika Protonlarla birlikte bir nötron oluşur atom çekirdeği; çekirdeklerde nötron stabildir.

Nötron

(İngilizce nötron, Latince nötrden ≈ ne biri ne de diğeri; sembol n), 1/2 spinli (Planck sabiti birimleri cinsinden) ve kütlesini biraz aşan bir kütleye sahip nötr (elektrik yükü olmayan) bir temel parçacık. proton. Tüm atom çekirdekleri protonlardan ve nitrojenden yapılmıştır. N.'nin manyetik momenti yaklaşık iki nükleer magnetona eşittir ve negatiftir, yani mekanik, spin, açısal momentumun tersi yöndedir. N., güçlü bir şekilde etkileşime giren parçacıklar (hadronlar) sınıfına aittir ve baryonlar grubuna dahil edilir, yani protonun (p)kine eşit özel bir iç özelliğe ≈ baryon yüküne sahiptirler, +

N., 1932'de İngiliz fizikçi J. Chadwick tarafından keşfedildi ve Alman fizikçiler W. Bothe ve G. Becker tarafından keşfedilen, atom çekirdeklerinin (özellikle berilyum) a parçacıklarıyla bombardıman edilmesiyle ortaya çıkan nüfuz edici radyasyonun ortaya çıktığını tespit etti. , proton kütlesine yakın kütleye sahip yüksüz parçacıklardan oluşur.

N. yalnızca kararlı atom çekirdeklerinin bileşiminde kararlıdır. Serbest N., bir protona, bir elektrona (e-) ve bir elektron antinötrinosuna bozunan kararsız bir parçacıktır:

N.t'nin ortalama ömrü » 16 dk. Maddede serbest nötronlar, çekirdekler tarafından güçlü bir şekilde emilmeleri nedeniyle daha da az bulunur (yoğun maddelerde birimler ≈ yüzlerce mikrosaniye). Bu nedenle serbest nötronlar doğada ortaya çıkar veya laboratuvarda yalnızca nükleer reaksiyonların bir sonucu olarak elde edilir (bkz. Nötron kaynakları). Buna karşılık, serbest nitrojen, en ağır olanlara kadar atom çekirdekleriyle etkileşime girme yeteneğine sahiptir; ortadan kaybolan N., bir veya daha fazla nükleer reaksiyona neden olur; özel anlam Ağır çekirdeklerin bölünmesinin yanı sıra nitrojenin radyasyonla yakalanması da bazı durumlarda radyoaktif izotopların oluşumuna yol açar. Nötronların nükleer reaksiyonları gerçekleştirmedeki büyük verimliliği ve çok yavaş çekirdeklerin madde ile etkileşiminin benzersiz doğası (rezonans etkileri, kristallerdeki kırınım saçılması, vb.), nitrojeni nükleer tıpta son derece önemli bir araştırma aracı haline getirmektedir. nükleer fizik ve fizik sağlam. İÇİNDE pratik uygulamalar N. nükleer enerji üretiminde kilit rol oynuyor uranyum ötesi elementler ve radyoaktif izotoplar ( yapay radyoaktivite) ve aynı zamanda yaygın olarak kullanılmaktadır. kimyasal analiz(aktivasyon analizi) ve jeolojik keşiflerde (nötron kaydı).

N.'nin enerjisine bağlı olarak benimsenirler koşullu sınıflandırma: ultra soğuk N. (10-7 eV'ye kadar), çok soğuk (10-7≈10-4 eV), soğuk (10-4≈5×10-3 eV), termal (5×10-3≈0,5 eV) ) , rezonans (0,5≈104 eV), orta (104≈105 eV), hızlı (105≈108 eV), yüksek enerjili (108≈1010 eV) ve göreceli (³ 1010 eV); 105 eV'ye kadar enerjiye sahip tüm N. birleştirilir ortak ad yavaş nötronlar.

══Nötronları kaydetme yöntemleri için bkz. Nötron dedektörleri.

Nötronların temel özellikleri

Ağırlık. En doğru şekilde belirlenen değer, çekirdek ve proton kütleleri arasındaki farktır: mn ≈ mр= (1,29344 ╠ 0,00007) MeV, çeşitli nükleer reaksiyonların enerji dengesinden ölçülür. Bu miktarı protonun kütlesiyle karşılaştırarak şunu elde ederiz (enerji birimleri cinsinden)

mn = (939,5527 ╠ 0,0052) MeV;

bu mе ≈ elektron kütlesi olan mn" 1.6╥10-24g veya mn" 1840 mе'ye karşılık gelir.

Spin ve istatistik. Spin N için 1/2 değeri onaylandı büyük agrega gerçekler. Spin, düzgün olmayan bir manyetik alanda çok yavaş nötronlardan oluşan bir ışının bölünmesi üzerine yapılan deneylerde doğrudan ölçüldü. İÇİNDE genel durumışın 2J+ 1 ayrı ışına bölünmelidir; burada J ≈ spin H'dir. Deneyde 2 ışına bölünme gözlemlendi, bu da J = 1/ anlamına gelir

Yarı tamsayı spinli bir parçacık olarak N., Fermi ≈ Dirac istatistiklerine uyar (bu bir fermiyondur); Bu, atom çekirdeğinin yapısına ilişkin deneysel verilere dayanarak bağımsız olarak kurulmuştur (bkz. Nükleer kabuklar).

Elektrik yükü nötron Q = 0. Güçlü bir elektrik alanında N ışınının sapmasından elde edilen Q'nun doğrudan ölçümleri, en azından Q'nun olduğunu gösterir.< 10-17e, где е ≈ элементарный электрический заряд, а dolaylı ölçümler(makroskopik gaz hacimlerinin elektriksel nötrlüğüne dayanarak) bir Q tahmini verir< 2╥10-22е.

Diğer kuantum sayıları nötron. Özellikleri bakımından N. protona çok yakındır: n ve p neredeyse eşit kütleler, aynı spin, örneğin beta bozunma süreçlerinde karşılıklı olarak birbirine dönüşme yeteneğine sahiptir; güçlü etkileşimin neden olduğu süreçlerde kendilerini aynı şekilde gösterirler, özellikle p≈p, n≈p ve n≈n çiftleri arasında etki eden nükleer kuvvetler aynıdır (parçacıklar sırasıyla aynı durumdaysa). Böylesine derin bir benzerlik, nötron ve protonu tek bir parçacık ≈ nükleon olarak düşünmemize olanak tanır; bu parçacık iki parçacık halinde olabilir. farklı eyaletler, elektrik yükü Q bakımından farklılık gösterir. Q = + 1 durumundaki bir nükleon, Q = 0 ≈ H olan bir protondur. Buna göre, belirli bir iç karakteristik≈ izotonik spin I 1/2'ye eşittir, bunun “izdüşümünü” alabilir (göre genel kurallar kuantum mekaniği) 2I + 1 = 2 değer: + 1/2 ve ≈1/2. Böylece, n ve p bir izotop çifti oluşturur (bkz. İzotopik değişmezlik): izotopik spinin kuantizasyon ekseni + 1/2 üzerinde izdüşümüne sahip bir durumdaki bir nükleon, bir protondur ve izdüşümü ≈1/2 ≈ H'dir. İzotopik çiftin bileşenleri olarak N. ve proton, göre modern taksonomi temel parçacıklar aynı kuantum sayılarına sahiptir: baryon yükü B =+ 1, lepton yükü L = 0, gariplik S = 0 ve pozitif iç eşlik. Nükleonların izotopik ikilisi, J = 1/2, B = 1 ve pozitif iç pariteye sahip baryonların sekizlisi olarak adlandırılan "benzer" parçacıklardan oluşan daha geniş bir grubun parçasıdır; n ve p'ye ek olarak bu grup L-, S╠-, S0-, X'i içerir
--, X0-hiperonları, n ve p'den gariplik bakımından farklılık gösterir (bkz. Temel parçacıklar).

Manyetik dipol nötron anı, nükleer manyetik rezonans deneylerinden belirlenen şuna eşittir:

mn = ≈ (1,91315 ╠ 0,00007) mе,

burada mя=5,05×10-24erg/gs ≈ nükleer magneton. Dirac denklemiyle tanımlanan 1/2 spinli bir parçacık, yüklüyse bir magnetona eşit, yüklü değilse sıfıra eşit bir manyetik momente sahip olmalıdır. Kullanılabilirlik manyetik moment N.'de protonun manyetik momentinin anormal değerinin yanı sıra (mр = 2.79mя), bu parçacıkların bir komplekse sahip olduğunu gösterir. iç yapı yani içlerinde var elektrik akımları, protonun 1,79 m'lik ek bir "anormal" manyetik momenti yaratır ve büyüklük olarak yaklaşık olarak eşit ve işaret manyetik momenti N'ye (≈1,9 m) zıttır (aşağıya bakın).

Elektrik dipol momenti.İLE teorik nokta Bakış açısına göre herhangi bir temel parçacığın elektrik dipol momenti d şöyle olmalıdır: sıfıra eşit, eğer temel parçacıkların etkileşimleri zamanın tersine çevrilmesi altında değişmezse (T-değişmezlik). Elektrik arayışı dipol momenti temel parçacıklarda, teorinin bu temel konumunun testlerinden biridir ve tüm temel parçacıklar arasında N., bu tür aramalar için en uygun parçacıktır. Yöntemi kullanarak deneyler manyetik rezonans soğuk bir ışın üzerinde N. şunu gösterdi: dn< 10-23см╥e. Это означает, что сильное, электромагнитное и zayıf etkileşimler yüksek doğrulukla T-değişmezdir.

Nötron etkileşimleri

N. temel parçacıkların bilinen tüm etkileşimlerine katılır (güçlü, elektromanyetik, zayıf ve yerçekimsel).

Güçlü nötron etkileşimi. N ve proton, tek bir izotopik nükleon çiftinin bileşenleri olarak güçlü etkileşimlere katılır. Güçlü etkileşimlerin izotopik değişmezliği, özellikler arasında belirli bir bağlantıya yol açar. çeşitli süreçler bir proton ve bir protonun katılımıyla, örneğin bir p+ mezonunun bir proton ve p üzerinde saçılması için etkili kesitler
N.'deki -meson eşittir, çünkü p+p ve p-n sistemleri aynı izotopik spin I = 3/2'ye sahiptir ve yalnızca izotopik spin I3'ün projeksiyon değerlerinde farklılık gösterir (I3 = + 3/2 in birinci durumda ve I3 = ≈ 3/2 inç), bir proton üzerindeki K+'nın ve H üzerindeki K╟'nin saçılma kesitleri aynıdır, vb. Bu tür bir ilişkinin geçerliliği, hızlandırıcılarda yapılan çok sayıda deneyde deneysel olarak doğrulanmıştır. yüksek enerji. [Nötronlardan oluşan hedeflerin bulunmaması nedeniyle, çeşitli kararsız parçacıkların çekirdeklerle etkileşimine ilişkin veriler, esas olarak bu parçacıkların, çekirdek içeren en basit çekirdek olan döteron (d) üzerindeki saçılmasına ilişkin deneylerden elde edilir.]

Düşük enerjilerde, nötronların ve protonların yüklü parçacıklar ve atom çekirdeği ile gerçek etkileşimleri, proton üzerinde uzun menzilli bir elektrik yükünün varlığını belirleyen bir elektrik yükünün varlığı nedeniyle büyük ölçüde farklılık gösterir. Coulomb kuvvetleri Kısa menzilli nükleer kuvvetlerin pratikte bulunmadığı mesafelerde bir proton ve diğer yüklü parçacıklar arasında. Bir protonun bir proton veya atom çekirdeği ile çarpışma enerjisi Coulomb bariyerinin yüksekliğinin altındaysa (ağır çekirdekler için yaklaşık 15 MeV'dir), proton saçılması esas olarak parçacıkların yaklaşmasına izin vermeyen elektrostatik itme kuvvetleri nedeniyle meydana gelir. eylem yarıçapı sırasına göre mesafeler nükleer kuvvetler. N.'nin elektrik yükünün olmaması, atomların elektronik kabuklarına nüfuz etmesine ve atom çekirdeğine serbestçe yaklaşmasına olanak tanır. Bu belirleyen şey benzersiz yetenek Nispeten düşük enerjili N., ağır çekirdeklerin fisyon reaksiyonu da dahil olmak üzere çeşitli nükleer reaksiyonlara neden olur. N.'nin çekirdeklerle etkileşimine ilişkin çalışmaların yöntemleri ve sonuçları için makalelere bakın. Yavaş nötronlar, Nötron spektroskopisi, Atomik fisyon çekirdekleri, 15 MeV'ye kadar enerjilerde yavaş nötronların protonlar üzerine saçılması, atalet sisteminin merkezinde küresel olarak simetriktir. Bu, saçılmanın durumdaki n ≈ p etkileşimi tarafından belirlendiğini gösterir. bağıl hareket yörünge açısal momentumu ile l = 0 (sözde S dalgası). S-durumunda saçılma, benzerleri olmayan, spesifik olarak kuantum mekaniksel bir olgudur. klasik mekanik. De Broglie dalga boyu H olduğunda, diğer eyaletlerdeki saçılmaya üstün gelir.

sipariş ver veya yarıçaptan daha büyük nükleer kuvvetlerin etkisi (≈ Planck sabiti, v ≈ N. hız). 10 MeV enerjide dalga boyu H'dir.

Bu tür enerjilerde protonların nükleer saçılımının bu özelliği, doğrudan nükleer kuvvetlerin etki yarıçapının büyüklük sırası hakkında bilgi sağlar. Teorik değerlendirme S durumundaki saçılmanın, etkileşim potansiyelinin ayrıntılı şekline zayıf bir şekilde bağlı olduğunu ve iki parametreyle iyi bir doğrulukla tanımlandığını gösterir: potansiyelin etkin yarıçapı r ve sözde saçılma uzunluğu a. Aslında, n ≈ p saçılımını tanımlamak için parametre sayısı iki kat daha fazladır, çünkü np sistemi iki durumda olabilir. farklı anlamlar tam dönüş: J = 1 (üçlü durum) ve J = 0 (tekli durum). Deneyimler, hidrojenin bir proton tarafından saçılma uzunluklarının ve tekli ve üçlü hallerdeki etkin etkileşim yarıçaplarının farklı olduğunu, yani nükleer kuvvetlerin parçacıkların toplam dönüşüne bağlı olduğunu göstermektedir. np sistemi (döteryum çekirdeği) yalnızca toplam dönüş 1 olduğunda mevcut olabilirken, tekli durumda nükleer kuvvetlerin büyüklüğü, bağlı bir H. ≈ proton durumu oluşturmak için yetersizdir. Protonların protonlara saçılması üzerine yapılan deneylerden belirlenen tekli durumdaki nükleer saçılmanın uzunluğu (Pauli ilkesine göre S durumundaki iki proton yalnızca sıfır toplam dönüşe sahip bir durumda olabilir), şuna eşittir: singlet durumda saçılma uzunluğu n≈p. Bu, güçlü etkileşimlerin izotopik değişmezliği ile tutarlıdır. Yokluk bağlı sistem Tekli durumdaki pr ve nükleer kuvvetlerin izotopik değişmezliği, iki nötrondan oluşan bağlı bir sistemin (binötron olarak adlandırılan) var olamayacağı sonucuna varır (protonlara benzer şekilde, S durumundaki iki nötronun toplam dönüşü şuna eşit olmalıdır: sıfır). Nötron hedeflerinin olmaması nedeniyle n≈n saçılımına ilişkin doğrudan deneyler gerçekleştirilmedi, ancak dolaylı veriler (çekirdeklerin özellikleri) ve 3H + 3H ╝ 4He + 2n, p- + d ╝ 2n reaksiyonlarına ilişkin daha doğrudan ≈ çalışmalar + g ≈ izotopik değişmezlik nükleer kuvvetleri ve bir binötronun yokluğu hipoteziyle tutarlıdır. [Eğer bir binötron mevcut olsaydı, bu reaksiyonlarda sırasıyla a-parçacıklarının (4He çekirdekleri) ve g-kuantanın enerji dağılımlarındaki zirveler oldukça belirli enerji değerlerinde gözlemlenirdi.] nükleer etkileşim tekli halde bir binötron oluşturacak kadar büyük değildir; bu durum aşağıdakilerden oluşan bir bağlı sistemin oluşma olasılığını dışlamaz: büyük sayı N. tek başına ≈ nötron çekirdeği. Bu konu daha fazla teorik ve deneysel çalışmayı gerektirmektedir. Üç ila dört nükleotidden oluşan çekirdeklerin yanı sıra 4H, 5H ve 6H çekirdeklerini deneysel olarak tespit etme girişimleri henüz sonuç vermedi olumlu sonuç Güçlü etkileşimlere ilişkin tutarlı bir teorinin olmamasına rağmen, mevcut bazı fikirlere dayanarak, güçlü etkileşimlerin bazı düzenliliklerini ve nötronların yapısını niteliksel olarak anlamak mümkündür. Bu fikirlere göre, çekirdekler ve diğerleri arasındaki güçlü etkileşim. hadronlar (örneğin bir proton), sanal hadronların (bkz. Sanal parçacıklar) ≈ p-mezonlar, r-mezonlar, vb. değişimi yoluyla gerçekleştirilir. Bu etkileşim resmi, nükleer kuvvetlerin kısa menzilli doğasını, yarıçapını açıklar. bu, en hafif hadron ≈ p-mezonun (1,4 × 10-13 cm'ye eşit) Compton dalga boyu tarafından belirlenir. Aynı zamanda, nötronların diğer hadronlara sanal olarak dönüşme olasılığını, örneğin p-mezonun emisyon ve soğurma sürecini gösterir: n ╝ p + p- ╝ n. Deneyimlerden bilinen güçlü etkileşimlerin yoğunluğu öyledir ki, N. zamanının büyük çoğunluğunu bu tür "ayrışmış" durumlarda, sanki sanal p-mezonlardan ve diğer hadronlardan oluşan bir "bulut" içinde geçirmek zorunda kalır. Bu, N içindeki elektrik yükünün ve manyetik momentin uzaysal dağılımına yol açar. fiziksel boyutlar"bulutun" boyutuna göre belirlenir sanal parçacıklar(ayrıca bkz. Form Faktörü). Özellikle yukarıda bahsedilen yaklaşık eşitliği niteliksel olarak yorumlamanın mümkün olduğu ortaya çıktı. mutlak değer nötronun manyetik momentinin yaratıldığını varsayarsak, nötronun ve protonun anormal manyetik momentleri yörünge hareketi yüklü p
--n ╝ p + p- ╝ n sürecinde sanal olarak yayılan mezonlar ve protonun anormal manyetik momenti ≈ p+ mezonlardan oluşan sanal bir bulutun yörünge hareketi, süreç tarafından oluşturulanр ╝ n + p+ ╝ р.

Elektromanyetik etkileşimler nötron. Elektromanyetik özellikler N., manyetik bir momentin varlığının yanı sıra pozitif ve dağılımı ile belirlenir. negatif masraflar ve akımlar. Öncekilerden de anlaşılacağı gibi tüm bu özellikler N.'nin katılımıyla ilişkilidir. güçlü etkileşim yapısını belirleyen şey. N.'nin manyetik momenti, N.'nin dış ortamdaki davranışını belirler. elektromanyetik alanlar: Düzgün olmayan bir manyetik alanda N ışın bölünmesi, dönüş devinimi N. Dahili elektromanyetik yapı N., yüksek enerjili elektronların N.'ye saçılması sırasında ve N. üzerinde mezonların g-kuanta (mezon fotoüretimi) ile üretim süreçlerinde kendini gösterir. Nötronların atomların elektron kabukları ve atom çekirdeği ile elektromanyetik etkileşimleri, bir dizi olaya yol açar. önemli maddenin yapısını incelemek. N.'nin manyetik momentinin manyetik momentlerle etkileşimi elektron kabukları Atomlar, dalga boyu atomik boyutlara eşit veya daha büyük olan nötronlar için kendini önemli ölçüde gösterir (enerji 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.'nin manyetik momentinin etkileşimi elektrik alanıçekirdekler, ilk kez belirtilen N.'nin spesifik dağılımına neden olur Amerikalı fizikçi Yu. Schwinger ve bu nedenle “Schwinger” olarak adlandırıldı. Bu saçılmanın toplam kesiti küçüktür, ancak küçük açılarda (~ 3╟) nükleer saçılmanın kesitiyle karşılaştırılabilir hale gelir; N., bu açılarda dağılmış durumda güçlü derece polarize.

Elektronun kendi veya yörünge momentumuyla ilişkili olmayan manyetizma ≈ elektron (n≈e) etkileşimi, esas olarak manyetizma manyetik momentinin elektronun elektrik alanıyla etkileşimine indirgenir. (n≈e) etkileşimine görünüşte daha küçük olan başka bir katkı, elektrik yüklerinin ve akımların N içindeki dağılımından kaynaklanıyor olabilir. (n≈e) etkileşimi çok küçük olmasına rağmen, birkaç deneyde gözlemlenmiştir.

Zayıf nötron etkileşimi N.'nin parçalanması gibi süreçlerde kendini gösterir:

Bir elektron antinötrinosunun bir proton tarafından yakalanması:

ve nötron tarafından müon nötrinosu (nm): nm + n ╝ p + m-, müonların nükleer yakalanması: m- + p ╝ n + nm, garip parçacıkların bozunmaları, örneğin L ╝ p╟ + n, vb.

Nötronun yerçekimsel etkileşimi. N., doğrudan gözlemlendiği dinlenme kütlesine sahip tek temel parçacıktır yerçekimi etkileşimi≈ karasal yerçekimi alanında iyi paralelleştirilmiş bir soğuk nötron ışınının yörüngesinin eğriliği Deneysel doğruluk sınırları dahilinde nötronların ölçülen yerçekimi ivmesi ile çakışır. yer çekimi ivmesi makroskobik cisimler.

Evrendeki ve Dünya'ya yakın uzaydaki nötronlar

Evrendeki genişlemenin ilk aşamalarındaki nötron miktarı sorusu önemli rol kozmolojide. Sıcak Evren modeline göre (bkz. Kozmoloji), başlangıçta mevcut olan serbest nötronların önemli bir kısmı genişleme sırasında bozulmayı başarır. Hidrojenin protonlar tarafından yakalanan kısmı sonuçta yaklaşık %30 He çekirdeği ve %70 proton içeriğine yol açmalıdır. Deneysel belirleme He'nin Evrendeki yüzde bileşimi, sıcak Evren modelinin kritik testlerinden biridir.

Bazı durumlarda yıldızların evrimi oluşumuna yol açar nötron yıldızlarıözellikle pulsar denilenleri içerir.

Kararsızlıkları nedeniyle kozmik ışınların birincil bileşeninde nötronlar yoktur. Ancak kozmik ışın parçacıklarının atom çekirdeğiyle etkileşimleri dünyanın atmosferi atmosferde nitrojen oluşmasına neden olur. Bu N.'nin neden olduğu 14N (n, р)14С reaksiyonu ana kaynaktır. radyoaktif izotop atmosferdeki karbon 14C, canlı organizmalara girdiği yerden; organik kalıntılarda 14C içeriğinin belirlenmesine dayanmaktadır radyokarbon tarihleme jeokronoloji. Atmosferden Dünya yakınına yayılan yavaş nötronların bozunması uzay, Dünya'nın radyasyon kuşağının iç bölgesini dolduran ana elektron kaynaklarından biridir.

Uranyum çekirdeğinin bombardımanı nötronlar berilyum çubuğu, birincil fisyon sırasında açığa çıkandan çok daha fazla enerji aldı.

Bu nedenle reaktörün çalışabilmesi için her atomun parçalanması gerekiyordu. nötronlar

Bu nedenle reaktörün çalışabilmesi için her bir atomun parçalanması gerekiyordu. nötronlar berilyum çubuğu da diğer atomların bölünmesine neden oldu.

İyi kaynak nötronlar fakir bir laboratuvar için bile karşılanabilirdi: biraz radyum ve birkaç gram berilyum tozu.

Eğer kullanırsak aynı miktar bir siklotronda iki günde elde edilebilir. nötronlar hızlandırılmış döteronlar tarafından berilyum hedefinden vuruldu.

Daha sonra berilyum radyasyonunun aslında gama ışınlarından ve bir akıdan oluştuğunu göstermek mümkün oldu. nötronlar.

Görüyorsunuz, orijinal akış nötronlar Kuati'nin yanında duran Fromm, "İlk patlamadan itibaren basit bir küresel genişleme olacak, ancak berilyum tarafından yakalanacak" dedi.

Cehennem, akasha, alkolizm, Melek, antimadde, anti yerçekimi, antifoton, asteni, astroloji, atom, Kıyamet, aura, otojenik eğitim, delirium tremens, uykusuzluk, tarafsızlık, Tanrı, ilahi, ilahi yol, Budizm, buddhi, gelecek, Evrenin geleceği, gelecek güneş sistemi, boşluk, Büyük yemin, madde, sanal, kadere etki, dünya dışı uygarlık, Evren, küresel sel enkarnasyon, zaman, Yüce Zeka, Daha Yüksek Bilgi, galaksi, jeolojik dönemler, Hermes Trismegistus, hyperon, hipnoz, beyin, burç, yerçekimi dalgaları, yerçekimi, guna, Tao, çift, duyarsızlaşma, kütle kusuru, iblis, Zen Budizmi, iyi kötülük, DNA, Kadim Bilgi, kıtaların kayması, Ruh, ruh, dhyana, şeytan, Birleşik Teori Alanlar, hayat, akıl hastalıkları, hayatın kökeni, yıldız, dünya hayatı, geleceğin bilgisi, bilgi, zombiler, zombileşme, kaderin değişmesi, değişen bilinç halleri, maddenin ölçümü, Zümrüt Tablet, bağışıklık sistemi, içgüdü, zeka, sezgi, ışığın bükülmesi, yapay zeka

Bor karbür çubuğa, son derece emici nötronlar 4,5 m uzunluğunda bir grafit yer değiştiriciyi askıya aldı.

Bu sütunları daha az emici olan bir grafit yer değiştiriciyle değiştirmek nötronlar ve yerel bir reaktör oluşturur.

Minimum boyut Minimum canlı inert boyut doğal vücut doğal vücut, nefes alma, madde-enerji - atom, esas olarak gaz elektronu, parçacık, atomların biyojenik göçü ile belirlenen dağılımla belirlenir. nötron vesaire.

Uzun ömürlü bileşik çekirdek fikri, Bohr'un çok yavaş olanların bile uygun olacağını öngörmesine olanak sağladı. nötronlar.

Yapısal fark aralarındaki proton sayısı azaltılır, nötronlar, mezonlar ve elektronlar, ancak sisteme bir proton-elektron çiftinin art arda her eklenmesi, tüm agrega biriminin işlevsel özelliklerini bir bütün olarak keskin bir şekilde değiştirir ve bu, fnl sayısının düzenlenmesinin açık bir onayıdır.

RBMK-1000 reaktörü kanal tipi bir reaktördür, moderatördür nötronlar- grafit, soğutucu - sıradan su.

NÖTRON

NÖTRON

(İngilizce nötron, Latince nötrden - ne biri ne de diğeri) (n), elektriksel olarak nötr element. spini 1/2 olan ve kütlesi protonun kütlesini biraz aşan parçacık; hadron sınıfına aittir ve baryon grubunun bir parçasıdır. Tüm atom çekirdekleri protonlardan ve nitrojenden yapılmıştır. N. 1932'de açıldı. keşfedilen şeyin olduğunu tespit eden fizikçi J. Chadwick fizikçiler V. Bothe ve G. Becker tarafından, bombardıman sırasında meydana gelen delici. çekirdek a-partikülleri, yüksüzlerden oluşur. protona yakın bir kütleye sahip ch-t'ler.

N. yalnızca stabil bileşiminde stabildir. çekirdekler. Serbest N., şu şemaya göre bozunan kararsız bir parçacıktır: n®p+e-+v=c (N.'nin beta bozunması); Çar N.t=15,3 dk. Maddelerde serbest nötronlar, çekirdekler tarafından güçlü bir şekilde emilmeleri nedeniyle daha da az bulunur (yoğun maddelerde - birimlerde - yüzlerce mikrosaniye). Bu nedenle serbest N. doğada bulunur veya laboratuvarda yalnızca zehir olarak elde edilir. reaksiyonlar. Serbest N., at ile etkileşime giriyor. çekirdekler diferansa neden olur. . Zehrin uygulanmasında N.'nin daha fazla etkinliği. reaksiyonlar, yavaş N. ile etkileşimin benzersizliği (rezonans etkileri, kristallerdeki kırınım saçılması vb.), N.'yi zehir araştırmaları için son derece önemli bir araç haline getirir. fizik ve fizik TV. vücut (bkz. NÖTRONOGRAFİ). pratikte N. uygulamaları zehirde anahtar rol oynuyor. enerji, uranyum ötesi elementlerin ve radyoaktivitenin üretiminde. izotoplar (yapay) ve kimyada da kullanılır.

analiz (aktivasyon analizi) ve geol. keşif (nötron kaydı).

Nötronların temel özellikleri.

Ağırlık. Nötron ve proton kütleleri arasındaki fark en doğru şekilde belirlenir: enerjiyle ölçülen mn--mp=1,29344(7) MeV. denge farkı BEN. reaksiyonlar. Dolayısıyla (ve bilinen erime noktası) mn = 939,5731(27) MeV veya mn»1,675X10-24 g»1840me (me - el-na).

Spin ve istatistik. N.J dönüşü, çok yavaş bir N. ışınının homojen olmayan bir manyetik alanda bölünmesiyle ölçüldü. . Quant'a göre. Mekanikte kiriş 2J+1 parçaya bölünmelidir. demetler. İki ışına bölünme gözlendi, yani N. J = 1/2 ve N., Fermi - Dirac istatistiklerine uyuyor (bu, bağımsız olarak at. çekirdeklerinin yapısına ilişkin deneysel verilere dayanarak oluşturulmuştur). Yavaş nötronların 15 MeV'ye kadar enerjilerdeki protonlar tarafından saçılması, atalet sisteminin merkezinde küresel olarak simetriktir. Bu, saçılmanın bağıl durumdaki np'nin etkisi ile belirlendiğini gösterir. yörüngelerden gelen hareketler. moment l=0 (S-dalgası olarak adlandırılır). De Broglie N. ?? zehirin etki yarıçapı. kuvvet N.?2 10-13 cm için 10 MeV enerjide olduğundan, N.'nin bu enerjilerdeki protonlar üzerindeki saçılımının bu özelliği, zehirin etki yarıçapının büyüklük sırası hakkında bilgi verir. kuvvet Mikropartiküllerin saçılması teorisinden, S-durumundaki saçılmanın zayıf bir şekilde aksiyon potansiyelinin ayrıntılı şekline bağlı olduğu ve iki parametreyle iyi bir doğrulukla tanımlandığı sonucu çıkar: eff. potansiyelin yarıçapı r ve saçılma uzunluğu a. Np saçılımını tanımlamak için, sistem iki durumda olabileceğinden parametre sayısı iki kat daha fazladır. toplam dönüş: 1 (üçlü durum) ve 0 (tekli durum). Deneyimler, N.'nin saçılma uzunluklarının bir proton ve eff ile olduğunu göstermektedir. tekli ve üçlü hallerdeki etki yarıçapları farklıdır, yani. zehir. kuvvetler toplama bağlıdır geri h-ts. Özellikle iletişim. np sisteminin durumu - döteryum çekirdeği yalnızca spin 1'de mevcut olabilir. Tekli durumdaki saçılma uzunluğu, pp saçılma deneylerinden belirlenir (Pauli ilkesine göre S durumundaki iki proton yalnızca bir sıfır toplam spinli durum), tekli durumdaki np saçılımının uzunluğuna eşittir. Bu izotopik ile tutarlıdır Güçlü eylemin değişmezliği. Bağlantı eksikliği. Tekli durumdaki ve izotopik np sistemleri. değişmezlik zehiri. kuvvetler bir bağlantının var olamayacağı sonucuna varır. iki N'li sistemlere denir. binötron. Nn saçılımına ilişkin doğrudan deneyler, nötron hedeflerinin bulunmaması nedeniyle değil, dolaylı olarak gerçekleştirildi. veriler (çekirdeklerin özellikleri) ve daha doğrudan veriler - 3H+3H®4He+2n, p-+d®2n+g reaksiyonlarının incelenmesi izotop hipoteziyle tutarlıdır. değişmezlik zehiri. kuvvetler ve bir binötronun yokluğu. (Eğer binötron mevcut olsaydı, bu reaksiyonlarda karşılık gelen a-parçacıklarının ve g-kuantanın enerji dağılımlarındaki zirveler oldukça belirli enerjilerde gözlemlenirdi.) Zehir olmasına rağmen. Tekli haldeki etki, bir binötron oluşturacak kadar güçlü değildir; bu, bağ oluşumu olasılığını dışlamaz. tek başına çok sayıda nötron çekirdeğinden oluşan sistemler (üç veya dört nötrondan oluşan çekirdekler tespit edilmemiştir).

Elektromanyetik etkileşim. N.'nin azizleri magnezyumun varlığıyla belirlenir. moment ve N. put içindeki mevcut dağılım. ve inkar et. Yükler ve akımlar. Magn. N.'nin anı, N.'nin dış durumlardaki davranışını belirler. el.-magn. alanlar: N. ışınının homojen olmayan bir manyetik alanda bölünmesi. alan, spin devinimi N. Int. el.-magn. bir nötronun yapısı (bkz. FORM FAKTÖRÜ), yüksek enerjili elektronların bir nötron üzerine saçılması sırasında ve bir nötron üzerinde mezonların g-kuanta ile üretim süreçlerinde kendini gösterir. Manyetik etki moment N. mıknatıslı. Atomların elektron kabuklarının momentleri, de Broglie uzunluğu olan N. için önemli ölçüde ortaya çıkar. boyutları (? NÖTRONOGRAFİ). Manyetik girişim nükleer saçılma, polarize yavaş N ışınlarının elde edilmesini sağlar. Manyetik etkiler. moment N. elektrikle nükleer alan belirli bir duruma neden olur Schwinger saçılması (ilk kez Amerikalı fizikçi Yu. Schwinger tarafından belirtilmiştir). Toplam saçılma küçüktür, ancak küçük açılarda (= 3°) zehir kesitiyle karşılaştırılabilir hale gelir. saçılma; Bu açılarda dağılmış olan N. oldukça polarizedir. N.'nin e-nom'la ilişkisi kendisininkiyle ilgili değil. veya yörüngeler. an el-na, ana yola iniyor. mıknatısın yükselişine. moment N. elektrikle e-posta alanı. Bu etki çok küçük de olsa yapılan incelemede gözlemlemek mümkün oldu. deneyler.

Zayıf (I., N.'nin parçalanması gibi süreçlerde kendini gösterir: n®p+e-+v=e, yakalama elektron proton: v=e+p®n+e+ ve müon nötronu: vm+n®p+m-, zehir. müonların yakalanması: m-+р®n+vm, tuhaf parçacıkların bozunmaları, ör. L®p°+n ve zehirde. II.'nin neden olduğu reaksiyonlar. ve boşlukları ihlal ederek yürümek. parite.

Yerçekimi etkileşimi N., durgun kütlesi olan tek elementtir. h-ts, kesim için yerçekimi kuvveti doğrudan gözlemlendi. sapma - karasal yerçekimi alanında iyi ayarlanmış bir soğuk N ışınının yörüngesinin eğriliği. N., deneyin doğruluğu dahilinde yerçekimi ile çakışmaktadır. ivme makroskobik tel.

Evrendeki ve Dünya'ya yakın uzaydaki nötronlar.

Evrendeki genişlemenin ilk aşamalarındaki parçacıkların sayısı sorusu kozmolojide önemli bir rol oynamaktadır. Sıcak Evren modeline göre bu şu anlama gelir. Başlangıçta mevcut olan serbest N.'nin bir kısmının genişleme sırasında parçalanma zamanı vardır. N.'nin protonlar tarafından yakalanan kısmı sonuçta yakl. %30 He çekirdeği içeriğine ve %70 proton içeriğine kadar. Haydi deneyelim. Evrendeki He yüzdesinin belirlenmesi kritik olanlardan biridir. Sıcak Evren modelinin testleri. Bazı durumlarda yıldızların evrimi, nötron yıldızlarının (özellikle pulsarlar dahil) oluşumuna yol açar. Kozmosun birincil bileşeninde. Kararsızlıklarından dolayı N. ışınları yoktur. Ancak kozmosun etkisi. Dünya atmosferindeki atomların çekirdekleri ile ışınlar atmosferde nitrojen oluşumuna yol açar. Bu N.'nin neden olduğu 14N (n, p) 14C reaksiyonu anadır. radyoakt kaynağı canlı organizmalara girdiği atmosferdeki karbon izotopu 14C; Organikte 14C içeriğinin belirlenmesi üzerine. Kalıntılar jeokronolojinin radyokarbon tarihleme yöntemine dayanmaktadır. Atmosferden Dünya'ya yakın uzaya yayılan yavaş nötronların bozunması. pr-vo, yavl. dahili bilgileri dolduran e-posta kaynaklarından biri bölge radyasyon kemerleri Toprak.

Fiziksel ansiklopedik sözlük. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. . 1983 .

NÖTRON

(n) (Latince nötrden - ne biri ne de diğeri) - sıfır elektrik gücüne sahip temel bir parçacık. yük ve kütle, önemsiz daha büyük kütle proton. Genel adı altında protonla birlikte. Nükleon atom çekirdeğinin bir parçasıdır. H.'nin spini 1/2'dir ve bu nedenle itaat eder Fermi-Dirac istatistikleri(bir fermiyondur). Aileye ait adra-kasım; sahip olmak baryon numarası B= 1, yani gruba dahil baryonlar.

1932'de J. Chadwick tarafından keşfedildi ve o, berilyum çekirdeklerinin a-partikülleri tarafından bombardımanından kaynaklanan sert nüfuz eden radyasyonun, kütlesi yaklaşık olarak protonunkine eşit olan elektriksel açıdan nötr parçacıklardan oluştuğunu gösterdi. 1932'de D. D. Ivanenko ve W. Heisenberg, atom çekirdeğinin protonlardan ve H'den farklı olarak yüklerden oluştuğu hipotezini öne sürdüler. parçacıklar, H. herhangi bir enerjide ve ile çekirdeklere kolayca nüfuz eder yüksek olasılık nedenleri nükleer reaksiyonlar Reaksiyondaki enerji dengesi pozitifse (n,g), (n,a), (n, p)'yi yakalayın. Ekzotermik olasılığı H yavaşladıkça nükleer reaksiyon artar. Ters orantılıdır. onun hızı. Hidrojen içeren ortamda yavaşlatıldığında H. yakalama reaksiyonlarında bir artış, 1934'te E. Fermi ve çalışma arkadaşları tarafından keşfedildi. H.'nin ağır çekirdeklerin bölünmesine neden olma yeteneği, O. Hahn tarafından keşfedildi. ve F. Strassmann (F. Strassman) 1938'de (bkz. Nükleer fisyon), yaratılışın temeli olarak hizmet etti nükleer silahlar Ve nükleer güç. Atomik mesafeler düzeyinde bir de Broglie dalga boyuna (rezonans etkileri, kırınım, vb.) sahip olan yavaş nötronların maddesiyle etkileşimin özelliği, katı hal fiziğinde nötron ışınlarının yaygın kullanımının temelini oluşturur. (H.'nin enerjilere göre sınıflandırılması - hızlı, yavaş, termal, soğuk, ultra soğuk - bkz. Sanat. Nötron fiziği.)

Serbest durumda H. kararsızdır - B bozunmasına uğrar; np + e - + v e; ömrü t n = = 898(14) s, elektron spektrumunun sınırlayıcı enerjisi 782 keV'dir (bkz. Nötron beta bozunması).İÇİNDE bağlı durum Kararlı çekirdeklerin bileşiminde H. kararlıdır (deneysel tahminlere göre ömrü 10 32 yılı aşmaktadır). Astr'ye göre. Evrenin görünür maddesinin %15'inin 4 He çekirdeğinin bir parçası olan H. tarafından temsil edildiği tahmin edilmektedir. H. esas kişidir bileşen nötron yıldızları. Doğada serbest H. oluşur nükleer reaksiyonlar a parçacıklarının neden olduğu radyoaktif bozunma, kozmik ışınlar ve ağır çekirdeklerin kendiliğinden veya zorla bölünmesinin bir sonucu olarak. Sanat. H.'nin kaynakları nükleer reaktörler, nükleer patlamalar, hedefleri olan protonların (ortalama enerji) ve elektronların hızlandırıcıları ağır elementler. 14 MeV enerjiye sahip monokromatik H. ışınlarının kaynakları düşük enerjilidir. trityum veya lityum hedefli döteron hızlandırıcıları ve gelecekte bu tür H.'nin yoğun kaynakları ortaya çıkabilir termonükleer tesisler UTS. (Santimetre. Nötron kaynakları.)

H.'nin temel özellikleri

Kütle H. t p = 939,5731(27) MeV/sn 2 = = 1,008664967(34) at. birimler kütle 1.675. 10 -24 g. H. ile protonun kütleleri arasındaki fark maksimumdan ölçüldü. enerjiden doğruluk. H.'nin bir proton tarafından yakalanma reaksiyonunun dengesi: n + p d + g (g-kuantum enerjisi = 2,22 MeV), M N- M p = 1,293323 (16) MeV/c2 .

Elektrik yükü H. Q N = 0. En doğru doğrudan ölçümler Q n, soğuk veya aşırı soğuk H. ışınlarının elektrostatik olarak saptırılmasıyla yapılır. alan: Q N<= 3·10 -21 o - elektron yükü). Kosv. elektrik verileri tarafsızlık makroskobik. verdikleri gaz miktarı Qn<= 2.10 -22 e.

H'yi döndürün. J= 1/2, homojen olmayan bir manyetik alanda bir H. ışınının bölünmesi üzerine yapılan doğrudan deneylerden belirlendi. alanı iki bileşene ayırır [genel durumda, bileşen sayısı (2)'ye eşittir) J + 1)].

Dahili parite H. pozitif. İzotopik spin I = 1 / 2, projeksiyon izotopu iken. geri H. BEN 3 = - 1/2. İçinde S.Ü.(3)-simetri H. baryon oktetine dahil edilmiştir (bkz. Üniter simetri).

Manyetik moment H. H.'nin elektriksel nötrlüğüne rağmen, manyetik momenti. an sıfırdan önemli ölçüde farklıdır: m n = - 1,91304184(88)m I, burada m I = e/ 2M P C- nükleer manyeton(M p - proton kütlesi); mıknatıs işareti Moment dönüş yönüne göre belirlenir. Manyetik karşılaştırma protonun momentleri (mp = 2.7928456) ve H., "çıplak" nükleonun p-mezon ortamının (kaplamasının) nükleon yapısının oluşumundaki rolünü varsaymayı mümkün kıldı. m p ve m n oranı (m p / m n - 3 / 2), nükleonların kuark yapısı hakkındaki fikirler çerçevesinde açıklanabilir (aşağıya bakınız). Naib. tam olarak m n, m p yöntemiyle karşılaştırılarak ölçüldü nükleer manyetik rezonans bir grup soğuk H.

Elektrik dipol momenti H. Dinamik, yani indüklenmiş dipol momenti H. güçlü bir elektrikte ortaya çıkabilir. alan, ör. H.'nin ağır bir çekirdeğe saçılması sırasında veya g-ışınlarının bir döteron üzerine saçılması sırasında. Elektrik enerjisinde parçacık enerjisindeki değişim. alan D = -(a o 2 /2) ilişkisiyle belirlenir. e 2, burada 0 parçacığın polarize edilebilirliğidir, e - alan gücü. Deneyler tahminlere 0 veriyor<= 10 -42 см 3 (принята , в к-рой = İle= 1).

Statik elektrik Bir temel parçacığın dipol momenti (EDM), eğer deneyimlediği etkileşimler ona göre değişmezse, aynı şekilde sıfıra eşit olmalıdır. zamanın tersine çevrilmesi(T-değişmezler). EDM sıfırdan farklı ise T- değişmezlik bozuldu, buna göre CPT teoremi(yani yük birleşimi, uzaysal ters çevirme ve zamanın tersine çevrilmesi), ihlale eşdeğerdir SR-varyanslı. Her ne kadar ihlal SR-değişmezlik 1964'te K 0'ın bozunumunda keşfedildi L-meson, hala SR-Diğer parçacıklar (veya sistemler) için değişmez olmayan etkiler gözlemlenmedi. Modern olarak temel parçacıkların birleşik ayar teorilerinin ihlali T(veya C.P.)-değişmezlik oluşabilir elektrozayıf etkileşim, etki büyüklüğü son derece küçük olmasına rağmen. Fark ihlal modelleri SR-değişmezlikler EDM H. değerini (10 -24 -10 -32) düzeyinde tahmin eder e. bkz. Elektrikli olması nedeniyle tarafsızlık H. arama için çok uygun bir nesnedir SR- değişmezlik. Naib. hassas ve güvenilir yöntem - elektrikle NMR yöntemi mıknatısın üzerine uygulanan alan. Iole. Elektriğin yönünü değiştirme Rezonans NMR spektrometresinin diğer tüm özelliklerini korurken alan, NMR frekansında D değeri kadar bir kaymaya neden olur v = - 4dE, Nerede D- EDM. İçin d ~ 10 -25 e. cm Dv ~10 -6 Hz. Bir NMR spektrometresinde ultra soğuk H.'yi tutma yöntemini kullanarak böyle bir hassasiyete ulaşmak mümkündür. Maksimum alınan EDM H.'de kesin sınırlama: D N<= 2·10 -25 e. santimetre .

H yapısı.

H., protonla birlikte en hafif baryonlara aittir. Modern göre fikirler, en hafif üç değerlikten oluşur kuarklar(iki D-kuarklar ve bir sen-kuark) üç rengin renksiz bir kombinasyon oluşturması. Değerlik kuarklara ve onları bağlayanlara ek olarak gluonlar Bir nükleon, ağır kuarklar (tuhaf, büyülenmiş vb.) de dahil olmak üzere sanal kuarklardan oluşan bir "deniz" içerir. Kuantum sayıları H. tamamen değerlik kuarklar ve uzaylar kümesi tarafından belirlenir. yapı - kuarklar ve gluonların etkileşiminin dinamiği. Bu etkileşimin bir özelliği eff'deki artıştır. etkileşim sabitleri ( etkili şarj)artan mesafeyle, böylece etkileşim alanının boyutu sözde alanla sınırlanır. kuarkların hapsi - yarıçapı ~10-13 cm olan renkli nesnelerin hapsedildiği bölge (bkz. Renk tutma).

Tutarlı modern dayalı hadronların yapısının açıklaması güçlü etkileşim teorisi - kuantum renk dinamiği - Teorik toplantı sırasında. ancak çoğu kişi için zorluklar görevleri tamamen yerine getirecektir. Sonuçlar, temel nesneler olarak temsil edilen nükleonların mezon değişimi yoluyla etkileşiminin bir açıklamasıyla verilmektedir. Haydi deneyelim. uzayların keşfi. H. yapısı, yüksek enerjili leptonların (modern teoride nokta parçacıkları olarak kabul edilen elektronlar, müonlar, nötrinolar) döteronlar üzerine saçılması kullanılarak gerçekleştirilir. Bir proton üzerindeki saçılmanın katkısı derinlik olarak ölçülür. deney ve tanım kullanılarak çıkarılabilir. hesaplayacak. prosedürler.

Elektronların bir döteron üzerinde elastik ve yarı elastik (döteron bölünmesiyle) saçılması, elektriksel yoğunlukların bulunmasını mümkün kılar. şarj ve manyetik an H. ( form faktörü H.). Deneye göre manyetik yoğunluk. moment H. birkaç mertebesinde bir doğrulukla. yüzde elektrik yoğunluğunun dağılımı ile örtüşmektedir. proton yüküne sahiptir ve ~0,8·10-13 cm (0,8 F) ortalama karekök yarıçapına sahiptir. Magn. H. form faktörü sözde oldukça iyi açıklanmıştır. dipol f-loy G M n = m n (1 + Q 2 /0.71) -2, burada Q 2 - aktarılan momentumun birim cinsinden karesi (GeV/c) 2.

Daha karmaşık bir soru ise elektrik akımının büyüklüğüyle ilgilidir. (yük) form faktörü H. GE N. Döteron saçılma deneylerinden şu sonucu çıkarabiliriz: GE N( Q 2 ) <= İletilen darbelerin kareleri aralığında 0,1 (0-1) (GeV/c) 2. Şu tarihte: Q Sıfır elektriğe eşitlik nedeniyle 2 0. H.'yi suçla. GE N- > 0 ancak deneysel olarak belirlenebilir dG E N( Q 2 )/dq 2 | Q 2=0 . Bu değer maksimumdur. ölçümlerden tam olarak bulundu saçılma uzunlukları H. ağır atomların elektron kabuğunda. Temel Bu etkileşimin bir kısmı manyetik alan tarafından belirlenir. an H. Maks. hassas deneyler ne-saçılım uzunluğunu verir A ne = -1,378(18) . 10 -16 cm, manyetik alanın belirlediği hesaplanan değerden farklıdır. an H.: A ne = -1,468. 10 -16 cm. Bu değerler arasındaki fark elektrik karesinin ortalamasını verir. yarıçap H.<R 2 e n >= = 0,088(12) Fili dG E N( Q 2)/dq 2 | Q 2=0 = -0,02 F2 . Verilerin geniş dağılımı ve ayrışması nedeniyle bu rakamlar nihai olarak kabul edilemez. bildirilen hataları aşan deneyler.

İÇİNDE son derece esnek olmayan süreç saçılma (çoğunlukla pionlar olmak üzere birçok ikincil hadronun yaratılmasıyla etkileşim), bir olay noktası parçacığı (lepton), nükleonun - kuarkların nokta bileşenleriyle doğrudan etkileşime girer. Kuark bileşimi H. ( ddu)maks. yüksek enerjili nötrinoların ve antinötrinoların proton ve nötron (döteryum içeren) hedefleriyle etkileşimi ile ilgili deneylerde açıkça ortaya çıkmaktadır. Örneğin, toplam reaksiyon kesiti s v m n m - X (burada X hadronlar kümesidir) toplam reaksiyon kesitinin yaklaşık iki katıdır v m p m - X, çünkü v m yalnızca şununla etkileşime girer: D-kuark [protonun kuark bileşimi ( uud)]. Aynı şekilde Toplam kesitlerin bu basit ilişkilerine yönelik düzeltmeler ana hatlarıyla ilgilidir. sanal kuark-antikuark çiftlerinden oluşan bir "denizin" varlığıyla.

Etkileşimler H.

H.'nin nükleonlarla güçlü etkileşimi. Sonuç olarak izotopik Değişmezlik, nötron-nötron ve proton-proton etkileşimleri için kesitlerin eşitliğidir, eğer ikinci durumda Coulomb etkileşiminin katkısı dikkate alınırsa. Kuark-gluon seviyesinde izotop. küçük kütle farkının bir sonucudur D- Ve sen-kuarklar (kuark kütlesinin kendisi küçükse). Bu aynı zamanda proton ve H.'nin kütleleri arasındaki farkın küçüklüğünü ve bu farkın büyüklüğünü ve işaretini de açıklamaktadır ( D- kuark daha ağırdır sen-kuark).

Düşük enerjilerde (15 MeV'ye kadar), H.'nin bir proton üzerindeki saçılması kütle merkezi sisteminde izotropiktir, yani etkileşim esas olarak belirlenir. S-dalga (yörünge momentumlu bağıl hareket L= 0). İçin S-dalga etkileşimi, saçılma kesiti iki parametre ile karakterize edilebilir - eff. etkileşim potansiyelinin yarıçapı ve saçılma uzunluğu. Bağımlılık ilişkilidir. H. ve protonun dönüşlerinin yönü, parametre sayısını iki katına çıkarır, çünkü tekli (sistemin toplam dönüşü 0) ve üçlü (toplam dönüş 1) durumları için saçılma uzunlukları farklıdır (birkaç kez farklılık gösterir). Modern saçılma uzunlukları ve eff değerleri. yarıçap (F cinsinden): = 1,70(3), işletim sistemi= 2,67(3). pp ve nn sistemleri aşağıdakilere uygun olduğundan, np saçılımının parametreleri doğrudan pp ve nn saçılımı ile karşılaştırılamaz. Pauli ilkesiüçlü durumda olamaz. Pp saçılımının singlet uzunluğu şuna eşittir: A s. = -7.815(8) F, R 0 = 2,758 F. Coulomb katkısının hesaplanması A pp tamamen nükleer bir pp saçılma uzunluğu elde edilmesini sağlar A I pp, kenar -17,25 F'ye eşit çıkıyor. İzotopik olarak. değişmezlik, A ben pp = A nn. Deneyin zorluğu nedeniyle serbest H.'nin doğrudan etkileşimi henüz gözlemlenmediğinden, nn saçılımının parametrelerini belirlemek zor bir problemdir. Birkaçı önerildi. Yüksek akışlı darbeli veya sabit reaktörlerin kirişlerinde doğrudan nn saçılımını aramak için deneysel seçenekler.

Naib. hakkında belirli bilgiler A kişi başı . p-d 2ng reaksiyonunun incelenmesiyle elde edildi: A nn = - 18,45(46) F ve reaksiyonlar nd p2n: A nn = - 16,73(45) F. Sonuçlardaki tutarsızlık, sıfır enerjili H.'ye ekstrapolasyon prosedürünün belirsizliğinden ve döteronun yetersiz tanımından kaynaklanmaktadır. Karşılaştırma A nn ve A pp, izotopik olduğu sonucuna varabiliriz. deneysel olmasına rağmen değişmezlik gözlenir. yetersiz.

Nükleer fiziğin gelişiminin ilk aşamalarında, nükleer kuvvetlerin özelliklerinin anlaşılmasında temel bilgiler önemli bir rol oynadı. Döteronun özellikleri. Döteron, -2,224 MeV bağlanma enerjisine sahip bağlı üçlü bir durumdur. Tekli durumu pozitiftir. bağlanma enerjisi 64 keV olup bir rezonanstır. Dr. Np sisteminde düşük enerji bölgesinde rezonans ve sınır durumları yoktur. Bu iki parametre, nükleon-nükleon etkileşimini ve nükleer kuvvetlerin yarıçapını belirlemeyi mümkün kılar. Döteronda dört kutuplu bir elektriğin varlığı. an S = 2.859. 10 -27 cm2 tensör nükleer kuvvetlerinin varlığı sonucunu doğurur.

Radyasyon H.'nin bir proton (nр dg) tarafından yakalanması en basit nükleer reaksiyondur. Düşük enerjilerde (H) yakalama kesiti H hızına bağlıdır: 1 / sen . Termal H. için (l = 1,73 ile) s n g = 0,311 ahır.

İzotopik nükleer kuvvetlerin değişmezliği ve bilinen tekli np durumu, bağlı bir nn durumunun (di-nötron) yokluğunu haklı çıkarmayı mümkün kılar. Haydi deneyelim. A + B C + 2n tipi reaksiyonlarda bunun aranması şu sonucu doğrulamaktadır: dinötron üretim kesiti<=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.

Yüksek enerjili nükleon-nükleon etkileşiminde karakteri değişir. Gelen nükleonların enerjilerinde (200-400) MeV, ~0,3 F mesafeden yaklaşmalarına karşılık gelir, etkileşimde itici reaksiyonlar ortaya çıkar. kuvvet. Bu fenomen genellikle nükleonlardan oluşan sert bir itici çekirdeğin (çekirdeğin) varlığıyla karşılaştırılır ve örneğin ağır vektör mezonlarının kısa mesafelerdeki değişimindeki baskın role atfedilir. w-mezonlar. Bu açıklama mümkün olan tek açıklama değil. “Kuark torbası” modelinde (bkz. Kuark modelleri) aynı fenomen, özellikleri tek tek nükleonların özelliklerinden niteliksel olarak farklı olan iki nükleonun kısa mesafelerde altı kuarklı bir torbaya füzyonuyla açıklanır; Bu, iki ayrı nükleonun kısa mesafelerde deneysel olarak gözlemlenmemesine yol açar.

Daha yüksek enerjilerde, etkileşimler esas olarak esnek olmayan hale gelir ve bunlara katlar eşlik eder. p-mezonların ve daha ağır parçacıkların yaratılması (bkz. Çoklu işlemler). Kuarkların ve gluonların özellikleri, etkileşimin dinamiğinde belirleyici bir rol oynar ve ikincil hadron jetlerinin oluşumuna neden olur (bkz. Hadron jeti), vesaire.

H.'nin çekirdek ve madde ile etkileşimi. Bir protonla etkileşimde olduğu gibi, H.'nin çekirdeklerle etkileşimi, H'nin de Broglie dalga boyuna kıyasla oldukça kısa menzilli kuvvetlerle tanımlanır. Düşük enerjiler için etkileşim, saçılma uzunluğu ve potansiyelin yarıçapı ile tanımlanır. . çukurlar. H.'nin çekirdeğe nüfuz etmesinin önünde bir engelin bulunmaması, H. için düşük enerjiye yol açar. rol, bir bileşiğin oluşumundan geçen reaksiyon kanalı tarafından oynanır çekirdekler(bileşik çekirdekler). Nötron rezonansları, sözde bileşik çekirdeğinin durumları tarafından belirlenir. H.'nin rezonans enerjileri iyi ayrılmıştır (bkz. Nötron spektroskopisi).~ (0,1 - 1) MeV'de orta ve ağır çekirdekler örtüşür ve kesitin davranışı istatistiksel olarak tanımlanır. Fenomenolojik olarak, H.'nin çekirdeklerle etkileşimi için enine kesitin davranışı kuvvet fonksiyonlarıyla tanımlanır. S, p, d karakteristik dalgalanmalara sahip nötron rezonansları. Daha yüksek enerjilerde fenomenolojik. ortalaması alınan bölümlerin açıklaması kullanılarak elde edilir optik model, çekirdek. Yüksek enerjili H.'nin çekirdeklerle etkileşimi, protonların çekirdeklerle etkileşimine benzer.

Yavaş H. için dalga özellikleri ve düzenli yoğunlaştırıcılarla tutarlı etkileşimi belirleyici hale gelir. Çarşambaları. Atomlar arası mesafelere yakın bir dalga boyuna sahip olan H., katıların yapısını ve içlerindeki uyarılma dinamiklerini incelemenin en önemli yoludur. H. mag'ın varlığı. an polarizör ışınlarını oluşturur. H. son derece hassastır. Bir maddedeki mıknatıslanmanın dağılımını incelemek için bir araç (bkz. Nötronografi).

H.'nin çoğu çekirdekle etkileşiminin bir özelliği olumludur. , bu da katsayıya yol açar. refraksiyon< 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. Nötron optiği).

H. ve zayıf (elektrozayıf) etkileşim. Elektrozayıf etkileşim hakkında önemli bir bilgi kaynağı serbest H'nin b-bozunmasıdır. Kuark seviyesinde bu süreç geçişe karşılık gelir. Bir elektron antinötrinosunun bir proton ile etkileşiminin ters sürecine denir. ters b-bozunması. Bu süreç sınıfı şunları içerir: elektronik yakalama,çekirdeklerde meydana gelen, re - n v e.

Kinematik dikkate alınarak serbest H.'nin bozulması. parametreler iki sabitle tanımlanır - vektör GV, sonucu vektör koruma akımıüniversiteler. zayıf etkileşim sabiti ve eksenel vektör GA, Kesimin değeri, nükleonun güçlü bir şekilde etkileşime giren bileşenlerinin (kuarklar ve gluonlar) dinamikleri tarafından belirlenir. Başlangıç ​​H. ve son protonun dalga fonksiyonları ve izotoptan dolayı np geçişi. değişmezlikler oldukça doğru bir şekilde hesaplanır. Sonuç olarak sabitlerin hesaplanması G V Ve GA serbest H.'nin bozunmasından (çekirdeklerin b-bozunmasından elde edilen hesaplamaların aksine) nükleer yapısal faktörlerin dikkate alınmasıyla ilişkili değildir.

H.'nin ömrü, belirli düzeltmeler dikkate alınmadan şuna eşittir: t n = kilogram 2 V+ 3G 2 A) -1 , burada k kinematik içerir b-bozunmasının sınır enerjisine bağlı faktörler ve Coulomb düzeltmeleri ve radyasyon düzeltmeleri.

Polarizörün bozulması olasılığı. H. döndürmeli S , elektronun ve antinötrinonun enerjileri ve momentumları ve R e, genel olarak şu ifadeyle tanımlanır:

Katsayı. korelasyonlar a, A, B, D bir parametreden bir fonksiyon olarak temsil edilebilir bir =(GA/G V,)ifade( Ben F). Faz f sıfırdan veya p'den farklıdır: T- değişmezlik bozulur. Tabloda deneysel veriler verilmektedir. bu katsayılar için değerler. ve ortaya çıkan anlamlar A ve f.

Veriler arasında gözle görülür bir fark var. t n için deneyler birkaç kişiye ulaştı. yüzde.

Daha yüksek enerjilerde H.'yi içeren elektrozayıf etkileşimin tanımı, nükleonların yapısının dikkate alınması ihtiyacı nedeniyle çok daha karmaşıktır. Örneğin, m - -yakalama, m - p n v m, sabit sayısının en az iki katı ile tanımlanır. H. ayrıca leptonların katılımı olmadan diğer hadronlarla da test edilir. Bu tür süreçler aşağıdakileri içerir.

1) L np 0, S + np +, S - np - vb. hiperonların bozunmaları. Bu bozunmaların azaltılmış olasılığı birkaçtır. Cabibbo açısının tanıtılmasıyla açıklanan garip olmayan parçacıklardan kat daha az (bkz. Cabibbo köşesi).

2) Boşlukların korunmaması olarak kendini gösteren zayıf etkileşim n - n veya n - p. parite. Bunların neden olduğu etkilerin olağan büyüklüğü 10 -6 -10 -7 düzeyindedir.

H.'nin orta ve ağır çekirdeklerle etkileşimi, bazı durumlarda anlamlara yol açan bir takım özelliklere sahiptir. etkilerin arttırılması çekirdeklerde paritenin korunmaması. Bu etkilerden biri bununla ilgilidir. H.'nin yayılma yönünde ve ona karşı polarizasyon ile absorpsiyon kesitindeki fark, 139 La çekirdeği durumunda kenarlar = 1,33 eV'de %7'ye eşittir, şuna karşılık gelir: R- dalga nötron rezonansı. Artışın nedeni düşük enerjinin birleşimidir. bileşik çekirdeğin durumlarının genişliği ve bu bileşik çekirdekteki zıt paritelere sahip seviyelerin yüksek yoğunluğu, bu, çekirdeğin alçak durumlarına göre farklı paritelere sahip bileşenlerin 2-3 kat daha fazla karışmasını sağlar. Sonuç olarak bir dizi etki ortaya çıkıyor: yakalanan polarizörlerin dönüşüne göre g-kuanta emisyonunun asimetrisi. H. reaksiyonda (n, g), yük emisyonunun asimetrisi. reaksiyondaki (n, p) bileşik durumlarının bozunması sırasında parçacıklar veya reaksiyondaki hafif (veya ağır) bir fisyon parçasının emisyonunun asimetrisi (n, F). Asimetriler H.V termal enerjisinde 10 -4 -10 -3 değerine sahiptir. R-dalga nötron rezonansları da gerçekleştirilir. bu bileşik durumunun pariteyi koruyan bir bileşeninin oluşma olasılığının bastırılmasıyla ilişkili iyileştirme (küçük nötron genişliğinden dolayı) R-rezonans) zıt eşlikli safsızlık bileşenine göre S-rezonans-so. Birkaçının birleşimidir. amplifikasyon faktörleri, son derece zayıf bir etkinin, nükleer etkileşimin büyüklük özelliğiyle kendini göstermesine izin verir.

Baryon numarası ihlaliyle etkileşimler. Teorik modeller büyük birleşme Ve süper birleşmeler Baryonların kararsızlığını, mezonlara dönüşmelerini tahmin edin. Bu bozunmalar yalnızca atom çekirdeğinin bir parçası olan en hafif baryonlar (p ve n) için fark edilebilir. Baryon sayısında 1'lik bir değişiklikle etkileşim için, D B= 1 ise, H. tipi bir dönüşüm beklenebilir: n e + p - veya tuhaf mezonların emisyonuyla bir dönüşüm. Bu tür süreçlerin araştırılması, birkaç kütleli yeraltı dedektörleri kullanılarak yapılan deneylerde gerçekleştirildi. bin ton. Bu deneylere dayanarak, baryon sayısı ihlali olan H.'nin bozunma süresinin 10 32 yıldan fazla olduğu sonucuna varabiliriz.

Dr. D ile olası etkileşim türü İÇİNDE= 2, H.'nin birbirine dönüşmesi olgusuna yol açabilir ve antinötronlar bir boşlukta, yani . Dış yokluğunda alanlar veya düşük büyüklüklerde, H. ve antinötronun durumları kütleleri aynı olduğundan dejeneredir, bu nedenle ultra zayıf bir etkileşim bile onları karıştırabilir. Küçük dış kriter alanlar etkileşim enerjisi manyetik alanının küçüklüğüdür. moment H. mıknatısla. alan (n ve n ~ zıt manyetik işaretlere sahiptir) zamana göre belirlenen enerjiye kıyasla T gözlemler H. (belirsizlik ilişkisine göre), D<=hT -1 . Bir reaktörden veya başka bir kaynaktan gelen H ışınındaki antinötron üretimini gözlemlerken T H.'nin dedektöre uçuş süresidir. Işındaki antinötronların sayısı, uçuş süresinin artmasıyla ikinci dereceden artar: /N N ~ ~ (T/t osc) 2, burada to osc salınım süresidir.

Yüksek akışlı bir reaktörden gelen soğuk H. ışınlarındaki üretimin gözlemlenmesine ilişkin doğrudan deneyler, tosc > 10 7 s'lik bir sınırlama verir. Hazırlanmakta olan deneylerde, tosc ~ 10 9 s düzeyine karşı duyarlılığın artması beklenebilir. Sınırlayıcı koşullar maks. H. ışınlarının yoğunluğu ve kozmik dedektördeki antinötron imha fenomeninin simülasyonu. ışınlar.

Dr. Salınımları gözlemleme yöntemi - kararlı çekirdeklerde oluşabilen antinötronların yok edilmesinin gözlemlenmesi. Üstelik çekirdekte ortaya çıkan antinötronun etkileşim enerjileri ile bağlanma enerjisi H.eff arasındaki büyük fark nedeniyle. gözlem süresi ~ 10 -22 s olur, ancak gözlemlenen çekirdeklerin çok sayıda olması (~ 10 32), H ışınları üzerindeki deneye kıyasla hassasiyetteki azalmayı kısmen telafi eder. Proton bozunmasını araştıran yeraltı deneylerinin verilerine göre, yokluk. ~ 2 GeV'lik bir enerji salınımına sahip olayların sayısı, çekirdek içindeki antinötronun etkileşiminin tam tipinin bilinmemesine bağlı olarak, t osc > (1-3) olduğu sonucuna varılabilir. 10 7 s. Yaratıklar bu deneylerde tosc sınırındaki artış, kozmik parçacıkların etkileşiminin neden olduğu arka plan tarafından engellenmektedir. Yer altı dedektörlerinde çekirdekleri bulunan nötrinolar.

D ile nükleon bozunması arayışının B= 1 ve -salınımların araştırılması bağımsız deneylerdir, çünkü bunlar temelde farklı etkileşim türleri.

Yerçekimi etkileşimi H. Nötron, yerçekimine düşen birkaç temel parçacıktan biridir. Dünyanın alanı deneysel olarak gözlemlenebilir. H. için yerçekiminin doğrudan ivmesi %0,3 doğrulukla gerçekleştirilir ve makroskobik olandan farklı değildir. Uyumluluk sorunu geçerliliğini koruyor denklik ilkesi H. ve protonlar için (eylemsizlik ve yerçekimi kütlelerinin eşitliği).

En doğru deneyler, farklı ortalamalara sahip cisimler için Et-ağırlık yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi. oran değerleri A/Z Nerede A - en. sayı, Z-çekirdeklerin yükü (temel yük birimleri cinsinden) e). Bu deneylerden, H. ve protonlar için yerçekimi ivmesinin 2·10-9 düzeyinde aynı olduğu ve yerçekimi eşitliğinin olduğu sonucu çıkmaktadır. ve ~10 -12 seviyesinde atıl kütleler.

Yer çekimi hızlanma ve yavaşlama, ultra soğuk H ile yapılan deneylerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yer çekiminin uygulanması. Soğuk ve aşırı soğuk H. için bir refraktometre, H.'nin bir madde üzerindeki tutarlı saçılım uzunluğunun büyük bir doğrulukla ölçülmesini sağlar.

H. kozmoloji ve astrofizikte

Modern göre Sıcak Evren modelindeki fikirler (bkz. Sıcak Evren teorisi) Proton ve hidrojen dahil baryonların oluşumu Evrenin yaşamının ilk dakikalarında meydana gelir. Daha sonra H.'nin bozunmaya vakti olmayan belli bir kısmı 4 He oluşumuyla protonlar tarafından yakalanır. Hidrojen ve 4He'nin oranı ağırlıkça %70 ila %30'dur. Yıldızların oluşumu ve evrimi sırasında nükleosentez, demir çekirdeğine kadar. Nötron yıldızlarının doğuşu ile süpernova patlamaları sonucu daha ağır çekirdeklerin oluşması meydana geliyor ve bu durum birbirini takip etme olasılığını yaratıyor. H.'nin nüklidler tarafından yakalanması. Bu durumda sözde kombinasyonu. S-süreç - ardışık yakalamalar arasında b-bozunması ile H.'nin yavaş yakalanması ve R-işlem - hızlı sıralı. çoğunlukla yıldızların patlaması sırasında yakalanır. gözlemlenenleri açıklayabilir elementlerin yaygınlığı uzayda nesneler.

Kozmik evrenin birincil bileşeninde H. ışınları muhtemelen kararsızlıklarından dolayı yoktur. H., Dünya yüzeyinde oluştu ve uzaya yayıldı. ve oradaki çürüme görünüşe göre elektron ve proton bileşenlerinin oluşumuna katkıda bulunuyor radyasyon kemerleri Toprak.

Yandı: Gurevich I.S., Tarasov L.V., Düşük Enerjili Nötronların Fiziği, M., 1965; Alexandrov Yu. Nötronun temel özellikleri, 2. baskı, M., 1982.

V. M. Lobashov.

Fiziksel ansiklopedi. 5 cilt halinde. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. Genel Yayın Yönetmeni A. M. Prokhorov. 1988 Büyük Ansiklopedik Sözlük Eş anlamlılar sözlüğü

Kütlesi protonun kütlesine yakın olan nötr bir temel parçacık. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğini oluşturur. Serbest durumda bir nötron kararsızdır ve bir proton ve bir elektrona bozunur. Nükleer enerji terimleri. Rosenergoatom Endişesi,... ... Nükleer enerji terimleri

Nötron- (n), kütlesi protonun kütlesinden biraz daha büyük olan nötr bir temel parçacık. 1932'de İngiliz fizikçi J. Chadwick tarafından keşfedilip isimlendirildi. Nötronlar yalnızca çekirdek içinde kararlıdır. Bir nötronun kütlesi 1,7 x 10 24 gramdır. Serbest bir nötron... ... Resimli Ansiklopedik Sözlük

NÖTRON, nötron, koca. (Latince nötrumdan, ne biri ne de diğeri yanıyor) (fiziksel neol.). Bir atomun çekirdeğine giren, elektrik yükü olmayan, elektriksel açıdan nötr olan maddi parçacık. Sözlük Ushakova. D.N. Ushakov. 1935 1940... Ushakov'un Açıklayıcı Sözlüğü

NÖTRON, ha, kocam. (uzman.). Kütlesi neredeyse protonunkine eşit olan, elektriksel açıdan nötr bir temel parçacık. | sıfat nötron, ah, ah. Ozhegov'un açıklayıcı sözlüğü. Sİ. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992… Ozhegov'un Açıklayıcı Sözlüğü

nötron- Protonun kütlesine yakın bir kütleye sahip nötr temel parçacık. Nötronlar protonlarla birlikte atom çekirdeğini oluşturur. Serbest durumda kararsızdır ve bir proton ve bir elektrona bozunur. Konular... ...

Teknik Çevirmen Kılavuzu

Birinci bölüm. KARARLI ÇEKİRDEKLERİN ÖZELLİKLERİ

Yukarıda çekirdeğin nükleer kuvvetlerle bağlanan proton ve nötronlardan oluştuğu söylenmişti. Bir çekirdeğin kütlesini atomik kütle birimleriyle ölçersek, protonun kütlesinin kütle numarası adı verilen bir tam sayıyla çarpımına yakın olması gerekir. Bir çekirdeğin yükü bir kütle numarası ise, bu, çekirdeğin proton ve nötron içerdiği anlamına gelir. (Çekirdekteki nötronların sayısı genellikle şu şekilde gösterilir:

Çekirdeğin bu özellikleri, daha sonra formda kullanılacak olan sembolik gösterime yansıtılmıştır.

X, çekirdeğin ait olduğu atomun bulunduğu elementin adıdır (örneğin, çekirdekler: helyum - , oksijen - , demir - uranyum)

Kararlı çekirdeklerin temel özellikleri şunları içerir: yük, kütle, yarıçap, mekanik ve manyetik momentler, uyarılmış durum spektrumu, eşlik ve dört kutuplu moment. Radyoaktif (kararsız) çekirdekler ayrıca ömürleri, radyoaktif dönüşüm türleri, yayılan parçacıkların enerjisi ve aşağıda tartışılacak bir dizi diğer özel özelliklerle de karakterize edilir.

§ 1. PROTON VE NÖTRONUN TEMEL ÖZELLİKLERİ

Ağırlık. Elektron kütlesi birimlerinde: proton kütlesi, nötron kütlesi.

Atomik kütle birimlerinde: proton kütlesi, nötron kütlesi

Enerji birimlerinde, bir protonun geri kalan kütlesi, bir nötronun geri kalan kütlesidir.

Elektrik yükü. q, bir parçacığın bir elektrik alanıyla etkileşimini karakterize eden, elektron yükü birimleriyle ifade edilen bir parametredir;

Tüm temel parçacıklar ya 0'a ya da protonun yüküne eşit miktarda elektrik taşır. Bir nötronun yükü sıfırdır.

Döndürmek. Proton ve nötronun dönüşleri eşittir. Her iki parçacık da fermiyondur ve Fermi-Dirac istatistiklerine, dolayısıyla Pauli ilkesine uyar.

Manyetik an. Elektron kütlesi yerine elektronun manyetik momentini belirleyen formül (10)'da proton kütlesini yerine koyarsak, şunu elde ederiz:

Bu miktara nükleer magneton denir. Elektronla analoji yapılarak protonun spin manyetik momentinin eşit olduğu varsayılabilir. Ancak deneyimler protonun kendi manyetik momentinin nükleer magnetondan daha büyük olduğunu göstermiştir: modern verilere göre

Ek olarak, yüksüz bir parçacığın (bir nötronun) sıfırdan farklı ve eşit bir manyetik momente sahip olduğu ortaya çıktı.

Bir nötronda manyetik momentin varlığı ve protonda manyetik momentin bu kadar büyük bir değeri, bu parçacıkların nokta doğası hakkındaki varsayımlarla çelişmektedir. Son yıllarda elde edilen bir takım deneysel veriler, hem protonun hem de nötronun karmaşık, homojen olmayan bir yapıya sahip olduğunu göstermektedir. Nötronun merkezinde pozitif bir yük vardır ve çevrede parçacığın hacmine eşit büyüklükte dağılmış bir negatif yük vardır. Ancak manyetik moment yalnızca akan akımın büyüklüğüne göre değil aynı zamanda kapladığı alana göre de belirlendiğinden, bunların yarattığı manyetik momentler eşit olmayacaktır. Bu nedenle bir nötron, genel olarak nötr kalarak manyetik bir momente sahip olabilir.

Nükleonların karşılıklı dönüşümleri. Nötronun kütlesi protonun kütlesinden %0,14 veya elektronun kütlesinin 2,5 katı kadar büyüktür.

Serbest durumda bir nötron protona, elektrona ve antinötrinoya bozunur: Ortalama ömrü 17 dakikaya yakındır.

Proton kararlı bir parçacıktır. Ancak çekirdeğin içinde nötrona dönüşebilir; bu durumda reaksiyon şemaya göre ilerler

Soldaki ve sağdaki parçacıkların kütlelerindeki fark, çekirdekteki diğer nükleonların protona verdiği enerjiyle telafi edilir.

Bir proton ve bir nötron aynı dönüşlere, hemen hemen aynı kütlelere sahiptir ve birbirlerine dönüşebilirler. Daha sonra bu parçacıklar arasında çiftler halinde etki eden nükleer kuvvetlerin de aynı olduğu gösterilecektir. Bu nedenle, ortak bir adla anılırlar - nükleon ve bir nükleonun iki durumda olabileceğini söylerler: proton ve nötron, elektromanyetik alanla ilişkileri farklıdır.

Nötronlar ve protonlar, doğası gereği elektriksel olmayan nükleer kuvvetlerin varlığı nedeniyle etkileşime girer. Nükleer kuvvetler kökenlerini mezon alışverişine borçludur. Bir proton ile düşük enerjili bir nötron arasındaki etkileşimin potansiyel enerjisinin aralarındaki mesafeye bağımlılığını gösterirsek, yaklaşık olarak Şekil 2'de gösterilen grafiğe benzeyecektir. 5, a, yani potansiyel kuyu şeklindedir.

Pirinç. 5. Potansiyel etkileşim enerjisinin nükleonlar arasındaki mesafeye bağımlılığı: a - nötron-nötron veya nötron-proton çiftleri için; b - bir proton-proton çifti için

Nötron nedir? Yapısı, özellikleri ve görevleri nelerdir? Nötronlar, tüm maddelerin yapı taşları olan atomları oluşturan parçacıkların en büyüğüdür.

Atomik yapı

Nötronlar, atomun yoğun bir bölgesi olan ve aynı zamanda protonlarla (pozitif yüklü parçacıklar) dolu olan çekirdekte bulunur. Bu iki element nükleer adı verilen bir kuvvet tarafından bir arada tutulur. Nötronların nötr yükü vardır. Nötr bir atom oluşturmak için protonun pozitif yükü elektronun negatif yüküyle eşleştirilir. Çekirdekteki nötronlar atomun yükünü etkilemese de radyoaktivite düzeyi de dahil olmak üzere atomu etkileyen birçok özelliğe sahiptir.

Nötronlar, izotoplar ve radyoaktivite

Atomun çekirdeğinde yer alan parçacık, protondan %0,2 daha büyük olan bir nötrondur. Birlikte aynı elementin toplam kütlesinin %99,99'unu oluştururlar ve farklı sayıda nötronlara sahip olabilirler. Bilim adamları atom kütlesinden bahsettiklerinde ortalama atom kütlesini kastediyorlar. Örneğin karbonun tipik olarak 6 nötronu ve 6 protonu vardır ve atom kütlesi 12'dir, ancak bazen atom kütlesi 13'tür (6 proton ve 7 nötron). Atom numarası 14 olan karbon da mevcuttur, ancak nadirdir. Yani karbonun atom kütlesinin ortalaması 12.011'dir.

Atomların nötron sayıları farklı olduğunda bunlara izotop denir. Bilim insanları daha büyük izotoplar oluşturmak için bu parçacıkları çekirdeğe eklemenin yollarını buldular. Artık nötronların eklenmesi atomun yükünü etkilemez çünkü yükleri yoktur. Ancak atomun radyoaktivitesini arttırırlar. Bu, yüksek düzeyde enerji boşaltabilen çok kararsız atomların ortaya çıkmasına neden olabilir.

Çekirdek nedir?

Kimyada çekirdek, proton ve nötronlardan oluşan bir atomun pozitif yüklü merkezidir. "Çekirdek" kelimesi, "fındık" veya "çekirdek" anlamına gelen kelimenin bir şekli olan Latince çekirdekten gelir. Terim, 1844 yılında Michael Faraday tarafından atomun merkezini tanımlamak için icat edildi. Çekirdeğin incelenmesi, bileşiminin ve özelliklerinin incelenmesiyle ilgili bilimlere nükleer fizik ve nükleer kimya denir.

Protonlar ve nötronlar güçlü nükleer kuvvet tarafından bir arada tutulur. Elektronlar çekirdeğe çekilir, ancak o kadar hızlı hareket ederler ki dönüşleri atomun merkezinden belli bir mesafede gerçekleşir. Artı işaretli nükleer yük protonlardan gelir, peki nötron nedir? Bu elektrik yükü olmayan bir parçacıktır. Protonlar ve nötronlar elektronlardan çok daha fazla kütleye sahip olduğundan, bir atomun neredeyse tüm ağırlığı çekirdekte bulunur. Bir atom çekirdeğindeki protonların sayısı onun bir element olarak kimliğini belirler. Nötron sayısı, atomun elementin hangi izotopu olduğunu gösterir.

Atom çekirdeği boyutu

Çekirdek atomun genel çapından çok daha küçüktür çünkü elektronlar merkezden daha uzakta olabilir. Bir hidrojen atomu çekirdeğinden 145.000 kat, bir uranyum atomu ise merkezinden 23.000 kat daha büyüktür. Hidrojen çekirdeği tek bir protondan oluştuğu için en küçüktür.

Çekirdekteki proton ve nötronların dizilişi

Proton ve nötronlar genellikle bir arada paketlenmiş ve kürelere eşit şekilde dağılmış olarak tasvir edilir. Ancak bu, gerçek yapının basitleştirilmesidir. Her nükleon (proton veya nötron) belirli bir enerji seviyesini ve konum aralığını işgal edebilir. Çekirdek küresel olabileceği gibi armut şeklinde, küresel veya disk şeklinde de olabilir.

Proton ve nötronların çekirdekleri, kuark adı verilen en küçük parçalardan oluşan baryonlardır. Çekici kuvvetin menzili çok kısa olduğundan proton ve nötronların birbirine çok yakın olması gerekir. Bu güçlü çekim, yüklü protonların doğal itme kuvvetinin üstesinden gelir.

Proton, nötron ve elektron

Nükleer fizik gibi bir bilimin gelişmesinde güçlü bir itici güç, nötronun keşfiydi (1932). Bunun için Rutherford'un öğrencisi olan İngiliz fizikçiye teşekkür etmeliyiz. Nötron nedir? Bu, serbest durumdayken sadece 15 dakika içinde kütlesiz nötr parçacık olarak adlandırılan proton, elektron ve nötrinoya bozunabilen kararsız bir parçacıktır.

Parçacık adını elektrik yükü olmadığından, nötr olduğundan alır. Nötronlar son derece yoğundur. İzole bir durumda, bir nötronun kütlesi yalnızca 1,67·10 - 27 olacaktır ve eğer nötronlarla yoğun bir şekilde dolu bir çay kaşığı alırsanız, ortaya çıkan madde parçasının ağırlığı milyonlarca ton olacaktır.

Bir elementin çekirdeğindeki proton sayısına atom numarası denir. Bu sayı her öğeye benzersiz kimliğini verir. Karbon gibi bazı elementlerin atomlarında çekirdeklerdeki proton sayısı her zaman aynıdır ancak nötron sayısı değişebilir. Belirli bir elementin çekirdeğinde belirli sayıda nötron bulunan atomuna izotop denir.

Tek nötronlar tehlikeli midir?

Nötron nedir? Bu protonla birlikte yer alan bir parçacıktır. Ancak bazen kendi başlarına da var olabilirler. Nötronlar atom çekirdeğinin dışında olduklarında potansiyel olarak tehlikeli özellikler kazanırlar. Yüksek hızlarda hareket ettiklerinde ölümcül radyasyon üretirler. İnsanları ve hayvanları öldürme yetenekleriyle bilinen nötron bombaları, cansız fiziksel yapılar üzerinde minimum etkiye sahiptir.

Nötronlar atomun çok önemli bir parçasıdır. Bu parçacıkların yüksek yoğunluğu, hızlarıyla birleştiğinde onlara aşırı yıkıcı güç ve enerji verir. Bunun sonucunda çarptıkları atomların çekirdeklerini değiştirebilir, hatta parçalayabilirler. Bir nötronun net nötr elektrik yükü olmasına rağmen, yük bakımından birbirini iptal eden yüklü bileşenlerden oluşur.

Atomdaki nötron çok küçük bir parçacıktır. Protonlar gibi onlar da elektron mikroskobuyla bile görülemeyecek kadar küçüktürler ama oradadırlar çünkü atomların davranışını açıklamanın tek yolu budur. Nötronlar bir atomun stabilitesi için çok önemlidir, ancak atom merkezinin dışında uzun süre var olamazlar ve ortalama olarak yalnızca 885 saniyede (yaklaşık 15 dakika) bozunurlar.

Nötronun özellikleri

Nötron (Latince nötr - ne biri ne de diğeri), sıfır elektrik yüküne sahip ve bir protonun kütlesinden biraz daha büyük bir kütleye sahip temel bir parçacıktır. Nötron kütlesi m n=939,5731(27) MeV/sn 2 =1,008664967 sabah. =1,675 10 -27kilogram. Elektrik yükü =0. Spin =1/2, nötron Fermi istatistiklerine uyar. İç parite pozitiftir. İzotopik dönüş T=1/2. Üçüncü izospin projeksiyonu T 3 = -1/2. Manyetik moment = -1,9130. Çekirdeğin dinlenme enerjisindeki bağlanma enerjisi E 0 =m n c 2 = 939,5 Mev. Serbest bir nötron yarılanma ömrüyle bozunur 1/2= 11 dk. zayıf etkileşim nedeniyle kanal aracılığıyla. Bağlı durumda (çekirdekte) nötron sonsuza kadar yaşar. "Nötronun nükleer fizikteki istisnai konumu, elektronun elektronikteki konumuna benzer." Elektrik yükünün bulunmaması nedeniyle herhangi bir enerjiye sahip bir nötron çekirdeğe kolayca nüfuz eder ve çeşitli nükleer dönüşümlere neden olur.

Yaklaşık nötron sınıflandırması enerjiye göre Tablo 1.3'te verilmiştir.

Nötronların etkisi altındaki reaksiyonlar çoktur: ( n, γ), (n,p), (hayır, hayır), (N,α), ( N,2N), (n,f).

Işınım yakalama reaksiyonları ( n, γ) nötron ve ardından bir γ-kuantum emisyonu, 0÷500 arası enerjilere sahip yavaş nötronlara dayanmaktadır. kev.

Örnek: Mev.

Elastik nötron saçılması ( n, n), izleme yöntemlerinde geri tepme çekirdekleri yöntemini kullanarak hızlı nötronları tespit etmek ve nötronları yönetmek için yaygın olarak kullanılır.

Esnek olmayan nötron saçılması için ( hayır, hayır) bir nötron, orijinal nötronunkinden daha düşük enerjiye sahip bir nötron yayarak bozunan bileşik bir çekirdek oluşturmak üzere yakalanır. Nötron enerjisi, hedef çekirdeğin ilk uyarılmış durumunun enerjisinden birkaç kat daha yüksekse, elastik olmayan nötron saçılması mümkündür. Esnek olmayan saçılma bir eşik sürecidir.

Proton üreten nötron reaksiyonu ( n,p) 0,5÷10 meV enerjili hızlı nötronların etkisi altında meydana gelir. En önemli reaksiyonlar helyum-3'ten trityum izotopunun üretilmesidir:

Mev kesiti σ olan ısı = 5400 ahır,

ve nötronların fotoemülsiyon yöntemini kullanarak kaydedilmesi:

0,63 Mev kesiti ile σ ısı = 1,75 ahır.

Nötron reaksiyonları ( N,α) α-parçacıklarının oluşumu ile 0.5÷10 MeV enerjili nötronlarda etkili bir şekilde meydana gelir. Bazen termal nötronlarla reaksiyonlar meydana gelir: termonükleer cihazlarda trityum üretme reaksiyonu.