Kamus penjelasan bahasa Rusia. D.N. Ushakov

neutron

neutron, m.(dari bahasa Latin neutrum, menyala. tidak satu pun atau yang lain) (fisik baru). Partikel material yang memasuki inti atom, tidak bermuatan listrik, netral secara listrik.

Kamus penjelasan bahasa Rusia. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.

neutron

A, m.(khusus). Partikel elementer yang netral secara listrik dengan massa hampir sama dengan massa proton.

adj. neutron, -aya, -oh.

Kamus penjelasan baru bahasa Rusia, T.F. Efremova.

neutron

m.Partikel elementer yang netral secara elektrik.

Kamus Ensiklopedis, 1998

neutron

NEUTRON (neutron bahasa Inggris, dari bahasa Latin netral - tidak satu pun atau yang lain) (n) partikel elementer netral dengan spin 1/2 dan massa melebihi massa proton sebesar 2,5 massa elektron; mengacu pada baryon. Dalam keadaan bebas, neutron tidak stabil dan mempunyai umur sekitar. 16 menit. Bersama dengan proton, neutron membentuk inti atom; dalam inti neutron stabil.

neutron

(Bahasa Inggris neutron, dari bahasa Latin netral ≈ tidak satu pun atau yang lain; simbol n), partikel elementer netral (tidak bermuatan listrik) dengan spin 1/2 (dalam satuan konstanta Planck) dan massa sedikit melebihi massa a proton. Semua inti atom dibangun dari proton dan nitrogen. Momen magnet suatu magneton sama dengan kira-kira dua magneton inti dan bernilai negatif, yaitu arahnya berlawanan dengan momentum mekanik, putaran, dan sudut. N. termasuk dalam golongan partikel yang berinteraksi kuat (hadron) dan termasuk dalam kelompok baryon, yaitu mempunyai ciri internal khusus muatan baryon, sama dengan proton (p), +

N. ditemukan pada tahun 1932 oleh fisikawan Inggris J. Chadwick, yang menetapkan bahwa radiasi penetrasi ditemukan oleh fisikawan Jerman W. Bothe dan G. Becker, yang terjadi ketika inti atom (khususnya berilium) dibombardir dengan partikel-a , terdiri dari partikel tak bermuatan dengan massa , dekat dengan massa proton.

N. stabil hanya dalam komposisi inti atom yang stabil. N. bebas adalah partikel tidak stabil yang terurai menjadi proton, elektron (e-) dan elektron antineutrino:

masa pakai rata-rata N. t » 16 menit. Dalam materi, jumlah neutron bebas bahkan lebih sedikit (dalam zat padat, satuan ≈ ratusan mikrodetik) karena penyerapannya yang kuat oleh inti. Oleh karena itu, neutron bebas muncul di alam atau diperoleh di laboratorium hanya sebagai hasil reaksi nuklir (lihat Sumber neutron). Pada gilirannya, nitrogen bebas mampu berinteraksi dengan inti atom, hingga yang terberat; menghilang, N. menyebabkan satu atau beberapa reaksi nuklir, yang mana fisi inti berat menjadi sangat penting, serta penangkapan radiasi N., yang dalam beberapa kasus mengarah pada pembentukan isotop radioaktif. Efisiensi besar neutron dalam melakukan reaksi nuklir dan sifat unik interaksi inti yang sangat lambat dengan materi (efek resonansi, hamburan difraksi dalam kristal, dll.) menjadikan neutron sebagai alat penelitian yang sangat penting dalam fisika nuklir dan benda padat. Dalam aplikasi praktis, neutron memainkan peran penting dalam produksi energi nuklir unsur transuranium dan isotop radioaktif (radioaktivitas buatan), dan juga banyak digunakan dalam analisis kimia (analisis aktivasi) dan eksplorasi geologi (pencatatan neutron).

Bergantung pada energi neutron, klasifikasi konvensional telah diadopsi: neutron ultradingin (hingga 10-7 eV), sangat dingin (10-7≈10-4 eV), dingin (10-4≈5×10-3 eV ), termal (5 ×10-3≈0,5 eV), resonansi (0,5≈104 eV), menengah (104≈105 eV), cepat (105≈108 eV), energi tinggi (108≈1010 eV) dan relativistik ( ³ 1010 eV); Semua neutron dengan energi hingga 105 eV secara kolektif disebut neutron lambat.

══Untuk metode registrasi neutron, lihat Detektor neutron.

Ciri-ciri utama neutron

Berat. Nilai yang paling akurat ditentukan adalah perbedaan antara massa inti dan proton: mn ≈ mр= (1,29344 ╠ 0,00007) MeV, diukur dari keseimbangan energi berbagai reaksi nuklir. Dengan membandingkan besaran ini dengan massa proton, kita memperoleh (dalam satuan energi)

mn = (939,5527 ╠ 0,0052) MeV;

ini sesuai dengan mn" 1.6╥10-24g, atau mn" 1840 mе, di mana mе ≈ massa elektron.

Putaran dan statistik. Nilai 1/2 untuk spin N dikonfirmasi oleh banyak fakta. Putaran diukur secara langsung dalam percobaan pemisahan berkas neutron yang sangat lambat dalam medan magnet yang tidak seragam. Dalam kasus umum, berkas harus terpecah menjadi 2J+ 1 berkas terpisah, dengan J ≈ spin H. Dalam percobaan, diamati pembelahan menjadi 2 berkas, yang berarti J = 1/

Sebagai partikel dengan putaran setengah bilangan bulat, N. mematuhi statistik Fermi ≈ Dirac (itu adalah fermion); Ini ditetapkan secara independen berdasarkan data eksperimen tentang struktur inti atom (lihat Cangkang nuklir).

Muatan listrik neutron Q = 0. Pengukuran langsung Q dari defleksi berkas N dalam medan listrik kuat menunjukkan bahwa paling sedikit Q< 10-17e, где е ≈ элементарный электрический заряд, а косвенные измерения (по электрической нейтральности макроскопических объёмов газа) дают оценку Q < 2╥10-22е.

Bilangan kuantum neutron lainnya. Dari segi sifat-sifatnya, nitrogen sangat dekat dengan proton: n dan p memiliki massa yang hampir sama, putaran yang sama, dan mampu saling bertransformasi satu sama lain, misalnya dalam proses peluruhan beta; mereka memanifestasikan dirinya dengan cara yang sama dalam proses yang disebabkan oleh interaksi kuat, khususnya gaya nuklir yang bekerja antara pasangan p≈p, n≈p dan n≈n adalah sama (jika masing-masing partikel berada dalam keadaan yang sama). Kesamaan yang begitu dalam memungkinkan kita untuk menganggap nukleon dan proton sebagai satu partikel ≈ nukleon, yang dapat berada dalam dua keadaan berbeda, berbeda muatan listrik Q. Nukleon dalam keadaan dengan Q = + 1 adalah proton, dengan Q = 0 ≈ H. Oleh karena itu, nukleon dikaitkan (dengan analogi dengan putaran biasa) beberapa karakteristik internal ≈ putaran isotonik I, sama dengan 1/2, yang “proyeksinya” dapat berlangsung (menurut aturan umum mekanika kuantum) 2I + 1 = 2 nilai: + 1/2 dan ≈1/2. Jadi, n dan p membentuk doublet isotop (lihat Invariansi isotop): nukleon dalam keadaan dengan proyeksi putaran isotop pada sumbu kuantisasi + 1/2 adalah proton, dan dengan proyeksi ≈1/2 ≈ H. Sebagai komponen doublet isotop, N dan proton, menurut sistematika partikel elementer modern, mempunyai bilangan kuantum yang sama: muatan baryon B = + 1, muatan lepton L = 0, keanehan S = 0, dan paritas internal positif. Doublet nukleon isotop adalah bagian dari kelompok partikel “serupa” yang lebih luas ≈ yang disebut oktet baryon dengan J = 1/2, B = 1 dan paritas internal positif; selain n dan p, golongan ini meliputi L-, S╠-, S0-, X
--, X0-hiperon, berbeda dari n dan p dalam hal keanehan (lihat Partikel dasar).

Momen dipol magnetik neutron, ditentukan dari percobaan resonansi magnetik nuklir sama dengan:

mn = ≈ (1,91315 ╠ 0,00007) mе,

dimana mя=5,05×10-24erg/gs ≈ magneton nuklir. Sebuah partikel dengan spin 1/2, dijelaskan dengan persamaan Dirac, harus mempunyai momen magnet yang sama dengan satu magneton jika bermuatan, dan nol jika tidak bermuatan. Adanya momen magnet pada N., serta nilai anomali momen magnet proton (mp = 2,79m), menunjukkan bahwa partikel-partikel tersebut mempunyai struktur internal yang kompleks, yaitu terdapat arus listrik di dalamnya yang buat tambahan “anomali” momen magnet proton adalah 1,79m dan kira-kira sama besarnya dan berlawanan tandanya adalah momen magnet N. (≈1.9m) (lihat di bawah).

Momen dipol listrik. Dari sudut pandang teoretis, momen dipol listrik d dari setiap partikel elementer harus sama dengan nol jika interaksi partikel-partikel elementer adalah invarian dalam pembalikan waktu (T-invarians). Pencarian momen dipol listrik dalam partikel elementer adalah salah satu ujian terhadap posisi fundamental teori ini, dan dari semua partikel elementer, N. adalah partikel yang paling nyaman untuk pencarian tersebut. Percobaan menggunakan metode resonansi magnetik pada berkas N. dingin menunjukkan bahwa dn< 10-23см╥e. Это означает, что сильное, электромагнитное и слабое взаимодействия с большой точностью Т-инвариантны.

Interaksi neutron

N. berpartisipasi dalam semua interaksi partikel elementer yang diketahui—kuat, elektromagnetik, lemah, dan gravitasi.

Interaksi neutron yang kuat. N dan proton berpartisipasi dalam interaksi kuat sebagai komponen dari doublet nukleon isotop tunggal. Invariansi isotop interaksi kuat mengarah pada hubungan tertentu antara karakteristik berbagai proses yang melibatkan inti dan proton, misalnya, penampang efektif untuk hamburan p+ meson pada proton dan p
-meson pada N. adalah sama, karena sistem p+p dan p-n mempunyai spin isotop yang sama I = 3/2 dan hanya berbeda pada nilai proyeksi spin isotop I3 (I3 = + 3/2 in yang pertama dan I3 = ≈ 3/2 in pada kasus kedua), penampang hamburan K+ pada proton dan K╟ pada H adalah identik, dan seterusnya. Validitas hubungan semacam ini telah diverifikasi secara eksperimental dalam sejumlah besar eksperimen pada akselerator energi tinggi. [Karena tidak adanya target yang terdiri dari neutron, data tentang interaksi berbagai partikel tidak stabil dengan inti diambil terutama dari eksperimen hamburan partikel-partikel ini pada deuteron (d) ≈ ​​​​inti paling sederhana yang mengandung inti.]

Pada energi rendah, interaksi aktual neutron dan proton dengan partikel bermuatan dan inti atom sangat berbeda karena adanya muatan listrik pada proton, yang menentukan adanya gaya Coulomb jarak jauh antara proton dan partikel bermuatan lainnya pada jarak jauh. dimana kekuatan nuklir jarak pendek praktis tidak ada. Jika energi tumbukan proton dengan proton atau inti atom berada di bawah ketinggian penghalang Coulomb (yang untuk inti berat adalah sekitar 15 MeV), proton akan tersebar terutama karena gaya tolak-menolak elektrostatik, yang tidak memungkinkan partikel untuk bertabrakan. untuk mendekati jarak berdasarkan urutan radius aksi gaya nuklir. Kurangnya muatan listrik pada N. memungkinkannya menembus kulit elektronik atom dan dengan bebas mendekati inti atom. Hal inilah yang menentukan kemampuan unik neutron pada energi yang relatif rendah untuk menimbulkan berbagai reaksi nuklir, termasuk reaksi fisi inti berat. Mengenai cara dan hasil kajian interaksi neutron dengan inti atom, lihat artikel Neutron lambat, Spektroskopi neutron, Inti fisi atom, Hamburan neutron lambat pada proton pada energi sampai dengan 15 MeV berbentuk simetris bola di pusat sistem inersia. Hal ini menunjukkan bahwa hamburan ditentukan oleh interaksi n ≈ р dalam keadaan gerak relatif dengan momentum sudut orbital l = 0 (disebut gelombang S). Hamburan dalam keadaan S adalah fenomena mekanika kuantum khusus yang tidak memiliki analogi dalam mekanika klasik. Ia lebih unggul daripada hamburan di negara bagian lain ketika panjang gelombang de Broglie adalah H.

orde atau lebih besar dari radius aksi gaya nuklir (≈ konstanta Planck, v ≈ N. kecepatan). Karena pada energi 10 MeV panjang gelombangnya adalah H.

Ciri hamburan nuklir pada proton pada energi tersebut secara langsung memberikan informasi tentang urutan besarnya radius aksi gaya nuklir. Pertimbangan teoretis menunjukkan bahwa hamburan dalam keadaan S sangat bergantung pada bentuk detail potensial interaksi dan dijelaskan dengan akurasi yang baik melalui dua parameter: jari-jari efektif potensial r dan yang disebut panjang hamburan a. Faktanya, untuk menggambarkan hamburan n ≈ p jumlah parameternya dua kali lebih besar, karena sistem np dapat berada dalam dua keadaan dengan nilai putaran total yang berbeda: J = 1 (keadaan triplet) dan J = 0 (singlet negara). Pengalaman menunjukkan bahwa panjang hamburan hidrogen oleh sebuah proton dan jari-jari efektif interaksi dalam keadaan singlet dan triplet berbeda, yaitu gaya nuklir bergantung pada putaran total partikel. Dari percobaan juga dapat disimpulkan bahwa keadaan terikat dari proton sistem np (inti deuterium) hanya dapat ada jika putaran totalnya 1, sedangkan dalam keadaan singlet besarnya gaya nuklir tidak cukup untuk membentuk keadaan terikat H. ≈ proton. Panjang hamburan inti dalam keadaan singlet, ditentukan dari percobaan hamburan proton pada proton (dua proton dalam keadaan S, menurut prinsip Pauli, hanya dapat berada dalam keadaan dengan putaran total nol), sama dengan panjang hamburan n≈p dalam keadaan singlet. Hal ini konsisten dengan invarian isotop interaksi kuat. Tidak adanya sistem terikat dalam keadaan singlet dan invarian gaya nuklir isotop mengarah pada kesimpulan bahwa sistem terikat dua neutron, yang disebut bineutron, tidak dapat ada (mirip dengan proton, dua neutron dalam keadaan S harus memiliki putaran total sama dengan nol). Eksperimen langsung pada hamburan n≈n tidak dilakukan karena tidak adanya target neutron, namun data tidak langsung (sifat inti) dan studi langsung tentang reaksi 3H + 3H ╝ 4He + 2n, p- + d ╝ 2n + g ≈ konsisten dengan hipotesis gaya nuklir invarian isotop dan tidak adanya bineutron. [Jika bineutron ada, maka dalam reaksi ini puncak distribusi energi partikel a (inti 4He) dan g-kuanta, masing-masing, akan diamati pada nilai energi yang terdefinisi dengan baik.] Meskipun interaksi inti dalam keadaan singlet adalah tidak cukup kuat untuk membentuk bineutron, tidak menutup kemungkinan terbentuknya sistem terikat yang terdiri dari sejumlah besar inti neutron saja. Masalah ini memerlukan studi teoritis dan eksperimental lebih lanjut. Upaya untuk mendeteksi secara eksperimental inti dari tiga atau empat inti, serta inti 4H, 5H, dan 6H, belum membuahkan hasil yang positif. Meskipun kurangnya teori interaksi kuat yang konsisten, berdasarkan sejumlah gagasan yang ada, adalah mungkin untuk memahami secara kualitatif beberapa keteraturan interaksi kuat dan struktur inti.Menurut gagasan ini, interaksi kuat antara nuklir dan hadron lain (misalnya, proton) terjadi melalui pertukaran hadron virtual (lihat Partikel virtual) ≈ p-meson, r-meson, dll. Gambar interaksi ini menjelaskan sifat gaya nuklir jarak pendek, yang jari-jarinya ditentukan oleh panjang gelombang Compton dari hadron paling ringan ≈ p-meson (sama dengan 1,4 × 10-13 cm ). Pada saat yang sama, ini menunjukkan kemungkinan transformasi virtual neutron menjadi hadron lain, misalnya proses emisi dan penyerapan p-meson: n ╝ p + p- ╝ n. Intensitas interaksi kuat yang diketahui dari pengalaman sedemikian rupa sehingga N. harus menghabiskan sebagian besar waktunya dalam keadaan “terpisah” tersebut, seolah-olah berada dalam “awan” p-meson virtual dan hadron lainnya. Hal ini mengarah pada distribusi spasial muatan listrik dan momen magnet di dalam magnet, yang dimensi fisiknya ditentukan oleh ukuran “awan” partikel virtual (lihat juga Faktor bentuk). Secara khusus, ternyata mungkin untuk menafsirkan secara kualitatif perkiraan persamaan nilai absolut momen magnet anomali neutron dan proton yang disebutkan di atas, jika kita berasumsi bahwa momen magnet neutron diciptakan oleh gerakan orbital. dibebankan hal
--meson dipancarkan secara virtual dalam proses n ╝ p + p- ╝ n, dan momen magnet anomali proton ≈ gerak orbital awan virtual p+ meson yang tercipta oleh proses p ╝ n + p+ ╝ p.

Interaksi elektromagnetik neutron. Sifat elektromagnetik suatu logam ditentukan oleh adanya momen magnet, serta distribusi muatan dan arus positif dan negatif yang ada di dalam logam. Semua karakteristik ini, sebagai berikut dari karakteristik sebelumnya, terkait dengan partisipasi N. dalam interaksi kuat yang menentukan strukturnya. Momen magnet suatu magnet menentukan perilaku magnet dalam medan elektromagnetik eksternal: pemisahan berkas magnet dalam medan magnet yang tidak seragam, presesi putaran magnet.Struktur elektromagnetik internal magnet memanifestasikan dirinya selama hamburan elektron berenergi tinggi pada magnet dan dalam proses produksi meson pada magnet kuanta (fotoproduksi meson). Interaksi elektromagnetik neutron dengan kulit elektron atom dan inti atom menyebabkan sejumlah fenomena yang penting untuk mempelajari struktur materi. Interaksi momen magnet neutron dengan momen magnet kulit elektron atom dimanifestasikan secara signifikan untuk neutron, yang panjang gelombangnya orde atau lebih besar dari dimensi atom (energi 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).

Interaksi momen magnet neutron dengan medan listrik inti menyebabkan hamburan neutron tertentu, pertama kali ditunjukkan oleh fisikawan Amerika J. Schwinger dan oleh karena itu disebut “hamburan Schwinger”. Total penampang hamburan ini kecil, tetapi pada sudut kecil (~ 3╟) menjadi sebanding dengan penampang hamburan nuklir; N., tersebar pada sudut seperti itu, sangat terpolarisasi.

Interaksi magnetisme ≈ elektron (n≈e), yang tidak berhubungan dengan momentum elektron itu sendiri atau momentum orbitalnya, direduksi terutama menjadi interaksi momen magnet magnetisme dengan medan listrik elektron. Kontribusi lain yang tampaknya lebih kecil terhadap interaksi (n≈e) mungkin disebabkan oleh distribusi muatan listrik dan arus di dalam N. Meskipun interaksi (n≈e) sangat kecil, interaksi ini telah diamati dalam beberapa percobaan.

Interaksi neutron lemah memanifestasikan dirinya dalam proses seperti disintegrasi N.:

penangkapan elektron antineutrino oleh proton:

dan muon neutrino (nm) oleh neutron: nm + n ╝ p + m-, penangkapan inti muon: m- + p ╝ n + nm, peluruhan partikel aneh, misalnya L ╝ p╟ + n, dll.

Interaksi gravitasi neutron. N. adalah satu-satunya partikel elementer dengan massa diam yang interaksi gravitasinya diamati secara langsung - kelengkungan dalam medan gravitasi bumi dari lintasan sinar dingin N. yang terkolimasi dengan baik. Percepatan gravitasi terukur N., dalam batas batas akurasi eksperimental, bertepatan dengan percepatan gravitasi benda makroskopis.

Neutron di Alam Semesta dan ruang dekat Bumi

Pertanyaan tentang jumlah neutron di Alam Semesta pada tahap awal perluasannya memainkan peran penting dalam kosmologi. Menurut model Alam Semesta yang panas (lihat Kosmologi), sebagian besar neutron bebas yang ada pada awalnya berhasil meluruh selama pemuaian. Bagian hidrogen yang ditangkap oleh proton pada akhirnya akan menghasilkan sekitar 30% kandungan inti He dan 70% proton. Penentuan eksperimental persentase komposisi He di Alam Semesta merupakan salah satu ujian kritis model Alam Semesta panas.

Evolusi bintang dalam beberapa kasus mengarah pada pembentukan bintang neutron, khususnya yang disebut pulsar.

Karena ketidakstabilannya, neutron tidak ada dalam komponen utama sinar kosmik. Namun interaksi partikel sinar kosmik dengan inti atom di atmosfer bumi menyebabkan terbentuknya inti atom di atmosfer. Reaksi 14N (n, p)14C, yang disebabkan oleh N. ini, merupakan sumber utama isotop karbon radioaktif 14C di atmosfer, yang kemudian masuk ke organisme hidup; Metode geokronologi radiokarbon didasarkan pada penentuan kandungan 14C dalam sisa-sisa organik. Peluruhan neutron lambat yang menyebar dari atmosfer ke ruang dekat Bumi merupakan salah satu sumber utama elektron yang mengisi wilayah dalam sabuk radiasi Bumi.

Pengeboman inti uranium neutron batang berilium membutuhkan lebih banyak energi daripada yang dilepaskan selama fisi primer.

Oleh karena itu, agar reaktor dapat beroperasi, setiap atom perlu dipecah neutron

Oleh karena itu, agar reaktor dapat beroperasi, setiap atom harus dipisahkan neutron batang berilium, pada gilirannya, menyebabkan pembelahan atom lain.

Sumber yang bagus neutron terjangkau bahkan untuk laboratorium miskin: sedikit radium dan beberapa gram bubuk berilium.

Jumlah yang sama dapat diperoleh dalam siklotron dalam dua hari jika kita menggunakannya neutron, tersingkir dari target berilium dengan deuteron yang dipercepat.

Kemudian dimungkinkan untuk menunjukkan bahwa radiasi berilium sebenarnya terdiri dari sinar gamma dan fluks neutron.

Soalnya, aliran aslinya neutron akan menjadi pemuaian bola sederhana dari ledakan primer, namun akan ditangkap oleh berilium,” jelas Fromm sambil berdiri di samping Kuati.

Neraka, akasha, alkoholisme, Malaikat, antimateri, antigravitasi, antiphoton, asthenia, astrologi, atom, Armageddon, aura, pelatihan autogenik, delirium tremens, insomnia, kebosanan, Tuhan, ilahi, jalan ilahi, agama Buddha, Buddhi, masa depan, masa depan Alam semesta, masa depan Tata Surya, ruang hampa, Sumpah Agung, substansi, maya, pengaruh terhadap nasib, peradaban luar bumi, Alam semesta, banjir, inkarnasi, waktu, Pikiran Yang Lebih Tinggi, Pengetahuan Yang Lebih Tinggi, galaksi, periode geologi, Hermes Trismegistus, hiperon, hipnosis, otak, horoskop, gelombang gravitasi, gravitasi, guna, Tao, ganda, depersonalisasi, cacat massal, setan, Buddhisme Zen, kejahatan baik, DNA, Pengetahuan Kuno, pergeseran benua, Roh, jiwa, dhyana, setan, Teori Medan Terpadu, kehidupan, penyakit jiwa, asal usul kehidupan, bintang, kehidupan duniawi, pengetahuan tentang masa depan, pengetahuan, zombie, zombifikasi, perubahan nasib, keadaan kesadaran yang berubah, pengukuran materi, Tablet Zamrud, sistem kekebalan tubuh, naluri, kecerdasan, intuisi, pembengkokan cahaya, seni

Untuk batang boron karbida, daya serap tinggi neutron, menggantungkan pemindah grafit sepanjang 4,5 m.

Mengganti pilar tersebut dengan pemindah grafit yang daya serapnya lebih rendah neutron, dan membuat reaktor lokal.

Ukuran minimum Ukuran minimum benda hidup inert dari benda alami ditentukan oleh dispersi yang ditentukan oleh respirasi, materi-energi - atom, terutama gas, elektron, sel darah, migrasi biogenik atom neutron dll.

Gagasan tentang inti majemuk yang berumur panjang memungkinkan Bohr meramalkan bahwa inti yang sangat lambat pun akan cocok. neutron.

Perbedaan struktural di antara keduanya terletak pada jumlah proton yang dikandungnya, neutron, meson dan elektron, namun, setiap penambahan pasangan proton-elektron secara berturut-turut ke dalam sistem secara tajam mengubah sifat fungsional seluruh unit agregat secara keseluruhan dan ini merupakan konfirmasi yang jelas tentang pengaturan jumlah fnl.

Reaktor RBMK-1000 merupakan reaktor tipe saluran, moderator neutron- grafit, pendingin - air biasa.

NETRON

NETRON

(Bahasa Inggris neutron, dari bahasa Latin netral - tidak satu pun atau yang lain) (n), elemen netral secara listrik. partikel dengan spin 1/2 dan massa sedikit melebihi massa proton; termasuk dalam kelas hadron dan termasuk dalam kelompok baryon. Semua inti atom dibangun dari proton dan nitrogen. N. dibuka pada tahun 1932. fisikawan J. Chadwick, yang menetapkan bahwa apa yang ditemukan adalah oleh fisikawan V. Bothe dan G. Becker, penetrasi, yang terjadi selama pemboman di. inti partikel a, terdiri dari tidak bermuatan. ch-ts dengan massa mendekati proton.

N. stabil hanya pada komposisi stabil di. inti. N. bebas adalah partikel tidak stabil yang meluruh menurut skema: n®p+e-+v=c (peluruhan beta N.); Menikahi N.t=15,3 menit. Dalam zat, jumlah neutron bebas bahkan lebih sedikit (dalam zat padat - satuan - ratusan mikrodetik) karena penyerapannya yang kuat oleh inti. Oleh karena itu, N. bebas terdapat di alam atau diperoleh di laboratorium hanya sebagai racun. reaksi. Bebas N., berinteraksi dengan di. inti, menyebabkan perbedaan. . Efisiensi N. yang lebih besar dalam penerapan racun. reaksi, keunikan interaksi dengan N. lambat (efek resonansi, hamburan difraksi dalam kristal, dll.) menjadikan N. alat yang sangat penting untuk penelitian racun. fisika dan TV fisika. tubuh (lihat NEUTRONOGRAFI). Dalam praktek N. aplikasi memainkan peran penting dalam keracunan. energi, dalam produksi unsur transuranik dan radioaktivitas. isotop (buatan), dan juga digunakan dalam kimia. analisis (analisis aktivasi) dan dalam geol. eksplorasi (pencatatan neutron).

Ciri-ciri dasar neutron.

Berat. Perbedaan antara massa neutron dan proton ditentukan paling akurat: mn--mp=1,29344(7) MeV, diukur dengan energi. perbedaan keseimbangan. SAYA. reaksi. Oleh karena itu (dan mp yang diketahui) mn = 939.5731(27) MeV atau mn»1.675X10-24 g»1840me (saya - el-na).

Putaran dan statistik. Putaran N. J diukur dengan membelah berkas N. yang sangat lambat dalam medan magnet yang tidak homogen. . Menurut kuantitas. mekanika, balok harus dipecah menjadi 2J+1 bagian. tandan. Pemisahan menjadi dua balok diamati, yaitu untuk N. J = 1/2 dan N. mematuhi statistik Fermi - Dirac (ini ditetapkan secara independen berdasarkan data eksperimen tentang struktur inti atom).

Hamburan neutron lambat oleh proton pada energi hingga 15 MeV berbentuk simetris bola di pusat sistem inersia. Hal ini menunjukkan bahwa hamburan ditentukan oleh aksi np dalam keadaan relatif. pergerakan dari orbit. momen l=0 (disebut gelombang S). Hamburan S lebih dominan dibandingkan hamburan di negara bagian lain ketika de Broglie N. ?? radius aksi racun. kekuatan Karena pada energi 10 MeV untuk N.?2 · 10-13 cm, ciri hamburan N. pada proton pada energi tersebut memberikan informasi tentang urutan besarnya jari-jari kerja racun. kekuatan Dari teori hamburan mikropartikel dapat disimpulkan bahwa hamburan pada keadaan S sangat bergantung pada bentuk detail potensial aksi dan dijelaskan dengan akurasi yang baik melalui dua parameter: eff. radius r potensial dan panjang hamburan a. Untuk menggambarkan hamburan np, jumlah parameternya dua kali lebih besar, karena sistem dapat berada dalam dua keadaan dengan nilai putaran total yang berbeda: 1 (keadaan triplet) dan 0 (keadaan singlet). Pengalaman menunjukkan bahwa panjang hamburan N. oleh sebuah proton dan eff. jari-jari aksi dalam keadaan singlet dan triplet berbeda, yaitu racun. gaya bergantung pada putaran total h-ts. Khususnya, komunikasi. keadaan sistem np - inti deuterium hanya dapat ada pada putaran 1. Panjang hamburan dalam keadaan singlet, ditentukan dari eksperimen hamburan pp (dua proton dalam keadaan S, menurut prinsip Pauli, hanya dapat berada dalam keadaan a keadaan dengan total putaran nol), sama dengan panjang hamburan np dalam keadaan singlet. Hal ini konsisten dengan isotop invarian tindakan yang kuat. Kurangnya koneksi. sistem np dalam keadaan singlet dan isotop. racun invarian. kekuatan mengarah pada kesimpulan bahwa koneksi tidak bisa ada. sistem dua N-- disebut. bineutron. Eksperimen hamburan nn secara langsung tidak dilakukan karena kurangnya target neutron, tetapi secara tidak langsung. data (sifat-sifat inti) dan data yang lebih langsung - studi tentang reaksi 3H+3H®4He+2n, p-+d®2n+g konsisten dengan hipotesis isotop. racun invarian. kekuatan dan tidak adanya bineutron. (Jika bineutron ada, maka dalam reaksi ini puncak distribusi energi partikel a dan kuanta g yang sesuai akan diamati pada energi yang cukup tertentu.) Meskipun beracun. Efek dalam keadaan singlet tidak cukup kuat untuk membentuk bineutron; hal ini tidak mengecualikan kemungkinan pembentukan ikatan. sistem yang terdiri dari sejumlah besar inti neutron saja (inti yang terdiri dari tiga atau empat neutron belum terdeteksi).

Interaksi elektromagnetik El.-magnetik. Orang Suci N. ditentukan oleh keberadaan magnesium. momen, serta distribusi yang ada di dalam N. akan menempatkan. dan menyangkal. muatan dan arus. Mag. Momen N. menentukan perilaku N. dalam situasi eksternal. el.-magn. bidang: pemisahan sinar N. dalam medan magnet yang tidak homogen. bidang, presesi putaran N. Int. el.-magn. struktur neutron (lihat FAKTOR BENTUK) memanifestasikan dirinya selama hamburan elektron berenergi tinggi pada neutron dan dalam proses produksi meson pada neutron oleh g-kuanta. Efek magnetik momen N. dengan magnet. momen kulit elektron atom dimanifestasikan secara signifikan untuk N., yang panjangnya de Broglie?? di. ukuran (? NEUTRONOGRAFI). Interferensi magnetik hamburan dengan nuklir memungkinkan seseorang memperoleh berkas efek magnetik N lambat terpolarisasi. momen N. dengan listrik medan nuklir menyebabkan hal tertentu Hamburan Schwinger (pertama kali ditunjukkan oleh fisikawan Amerika Yu. Schwinger). Total hamburan kecil, tetapi pada sudut kecil (= 3°) menjadi sebanding dengan penampang racun. penyebaran; N., tersebar pada sudut seperti itu, sangat terpolarisasi. Hubungan N. dengan e-nom, tidak berhubungan dengan dirinya sendiri. atau orbit. momen el-na, turun ke pokok bahasan. terhadap munculnya magnet. momen N. dengan listrik bidang email. Meskipun efek ini sangat kecil, hal ini dapat diamati dalam penyelidikan. eksperimen.

NETRON(n) (dari bahasa Latin netral - tidak satu pun atau yang lain) - partikel elementer dengan daya listrik nol. muatan dan massanya, sedikit lebih besar dari massa proton. Seiring dengan proton dengan nama umum. Nukleon adalah bagian dari inti atom. H. memiliki putaran 1/2 dan karenanya patuh Statistik Fermi - Dirac(adalah fermion). Milik keluarga adra-nov; memiliki nomor baryon B= 1, yaitu termasuk dalam kelompok baryon.

Ditemukan pada tahun 1932 oleh J. Chadwick, yang menunjukkan bahwa radiasi penetrasi keras yang timbul dari pemboman inti berilium oleh partikel a terdiri dari partikel netral secara listrik dengan massa kira-kira sama dengan massa proton. Pada tahun 1932, D. D. Ivanenko dan W. Heisenberg mengajukan hipotesis bahwa inti atom terdiri dari proton dan muatan H. Berbeda. partikel, H. dengan mudah menembus inti pada energi berapa pun dan sangat mungkin menyebabkan reaksi nuklir tangkap (n,g), (n,a), (n, p), jika keseimbangan energi dalam reaksi positif. Kemungkinan eksotermik reaksi nuklir meningkat seiring dengan melambatnya H. Berbanding terbalik. kecepatannya. Peningkatan kemungkinan reaksi penangkapan H. ketika diperlambat dalam media yang mengandung hidrogen ditemukan oleh E. Fermi dan rekan kerjanya pada tahun 1934. Kemampuan H. untuk menyebabkan fisi inti berat, ditemukan oleh O. Hahn dan F. Strassmann (F . Strassman) pada tahun 1938 (lihat. Fisi nuklir), menjadi dasar pembuatan senjata nuklir dan energi nuklir. Keunikan interaksi dengan materi neutron lambat, yang memiliki panjang gelombang de Broglie berdasarkan urutan jarak atom (efek resonansi, difraksi, dll.), menjadi dasar meluasnya penggunaan berkas neutron dalam fisika keadaan padat. (Klasifikasi H. berdasarkan energi - cepat, lambat, termal, dingin, sangat dingin - lihat Art. Fisika neutron.)

Dalam keadaan bebas, H. tidak stabil - ia mengalami peluruhan B; n p + e - + ve; masa hidupnya t n = 898(14) s, energi pembatas spektrum elektron adalah 782 keV (lihat. peluruhan neutron beta). Dalam keadaan terikat sebagai bagian dari inti stabil, H. stabil (menurut perkiraan eksperimental, umurnya melebihi 10 32 tahun). Menurut aster. Diperkirakan 15% materi tampak di Alam Semesta diwakili oleh H., yang merupakan bagian dari inti 4 He. H. adalah yang utama komponen bintang neutron. H. bebas di alam terbentuk dalam reaksi nuklir yang disebabkan oleh partikel peluruhan radioaktif, sinar kosmik dan sebagai akibat dari fisi inti berat secara spontan atau paksa. Seni. sumber H. adalah reaktor nuklir, ledakan nuklir, akselerator proton (pada energi rata-rata) dan elektron dengan target yang terbuat dari unsur berat. Sumber sinar H. monokromatik dengan energi 14 MeV berenergi rendah. akselerator deuteron dengan target tritium atau litium, dan di masa depan, instalasi termonuklir termonuklir mungkin menjadi sumber kuat H. (cm. .)

Ciri-ciri utama H.

massa H. t p = 939,5731(27) MeV/s 2 = = 1,008664967(34) pada. unit massa 1.675. 10 -24 g Perbedaan antara massa H. dan proton diukur dari maks. akurasi dari energi. keseimbangan reaksi penangkapan H. oleh proton: n + p d + g (g-energi kuantum = 2,22 MeV), M N- M p = 1,293323 (16) MeV/c 2 .

Muatan listrik H. Q N = 0. Pengukuran langsung paling akurat Q n dibuat dengan membelokkan berkas H. dingin atau ultra-dingin menjadi elektrostatis. bidang: Q N<= 3·10 -21 dia- muatan elektron). Kosv. data kelistrikan netralitas makroskopis. jumlah gas yang mereka berikan Qn<= 2·10 -22 e.

Putar H. J= 1/2 ditentukan dari percobaan langsung pemisahan berkas H dalam medan magnet tak homogen. bidang menjadi dua komponen [secara umum, jumlah komponen sama dengan (2 J + 1)].

Momen magnetik H Meskipun netralitas listrik H., momen magnetiknya. momen berbeda nyata dengan nol: m n = - 1.91304184(88)m I, dimana m I = e/ 2M P C- nuklir magneton (M p - massa proton); tanda magnet momen ditentukan relatif terhadap arah putarannya. Perbandingan magnetik momen proton (mp = 2,7928456) dan H. memungkinkan untuk menghipotesiskan peran lingkungan p-meson (mantel) dari nukleon “telanjang” dalam pembentukan struktur nukleon. Perbandingan mp dan m n (m p / m n - 3/2) dapat dijelaskan dalam kerangka gagasan tentang struktur kuark nukleon (lihat di bawah). Naib. tepatnya m n diukur dengan perbandingan dengan metode mp resonansi magnetik nuklir pada sekelompok H dingin.

Momen dipol listrik H. Dinamis, yaitu momen dipol terinduksi H. dapat timbul pada listrik kuat. lapangan, mis. selama hamburan H. pada inti berat, atau selama hamburan sinar-g pada deuteron. Perubahan energi partikel menjadi energi listrik. bidang ditentukan oleh relasi D = -(a o 2 /2). E 2, di mana 0 adalah polarisasi partikel, E - kekuatan lapangan. Eksperimen memberikan perkiraan 0<= 10 -42 см 3 (принята система единиц, в к-рой = Dengan= 1).

Statis listrik momen dipol (EDM) suatu partikel elementer harus sama dengan nol jika interaksi yang dialaminya invarian terhadap pembalikan waktu (T-invarian). EDM berbeda dari nol jika T-invarian rusak, yang menurut teorema CPT(yaitu invarian di bawah produk gabungan konjugasi muatan, inversi spasial dan pembalikan waktu), setara dengan pelanggaran SR-dalam varians. Meskipun pelanggaran SR-invarian ditemukan pada tahun 1964 dalam peluruhan K 0 L-meson, masih SR-efek non-invarian untuk partikel (atau sistem) lain tidak diamati. Secara modern teori pengukur terpadu tentang pelanggaran partikel elementer T(atau CP)-invarian dapat terjadi di interaksi elektrolemah meskipun besarnya dampaknya sangat kecil. Beda. model pelanggaran SR-invarian memprediksi nilai EDM H. pada level (10 -24 -10 -32) e. lihat Karena kelistrikannya netralitas H. adalah objek yang sangat nyaman untuk dicari SR-non-invarian. Naib. metode sensitif dan andal - metode NMR dengan listrik medan yang ditumpangkan pada magnet. iole. Mengubah arah kelistrikan bidang sambil mempertahankan semua karakteristik lain dari spektrometer NMR resonansi menyebabkan pergeseran frekuensi NMR sebesar nilai D ay = -4dE, Di mana D- EDM. Untuk d~ 10 -25 e. cm Dv ~10 -6 Hz. Dengan menggunakan metode mempertahankan H. ultradingin dalam spektrometer NMR, sensitivitas tersebut dapat dicapai. Menerima maks. batasan pasti pada EDM H.: D N<= 2·10 -25 e. cm.

Struktur H.

H., bersama dengan proton, termasuk dalam baryon paling ringan. Menurut modern ide, itu terdiri dari tiga valensi paling ringan quark(dua D-quark dan satu kamu-quark) dari tiga warna membentuk kombinasi tidak berwarna. Selain quark valensi dan yang mengikatnya gluon nukleonnya berisi “lautan” pasangan quark-antiquark virtual, termasuk yang berat (aneh, terpesona, dll.). Bilangan kuantum H. seluruhnya ditentukan oleh himpunan quark valensi, dan spasi. struktur - dinamika interaksi quark dan gluon. Ciri dari interaksi ini adalah peningkatan eff. konstanta interaksi ( efektif mengenakan biaya)dengan bertambahnya jarak, sehingga luas daerah interaksi dibatasi oleh apa yang disebut luas. kurungan quark - wilayah pengurungan benda berwarna, yang jari-jarinya ~10 -13 cm (lihat. Retensi warna).

Konsisten deskripsi struktur hadron berdasarkan modern teori interaksi kuat - kromodinamika kuantum- saat bertemu dengan teori. Namun, kesulitan bagi banyak orang akan sepenuhnya memuaskan tugas. Hasilnya diberikan oleh gambaran interaksi nukleon, yang direpresentasikan sebagai objek dasar, melalui pertukaran meson. Mari kita bereksperimen. eksplorasi ruang angkasa. struktur H. dilakukan dengan menggunakan hamburan lepton berenergi tinggi (elektron, muon, neutrino, dalam teori modern dianggap sebagai partikel titik) pada deuteron. Kontribusi hamburan pada proton diukur dalam dep. percobaan dan dapat dikurangkan menggunakan definisi. akan menghitung. Prosedur.

Hamburan elektron elastis dan kuasi-elastis (dengan pembelahan deuteron) pada deuteron memungkinkan untuk menemukan distribusi kerapatan listrik. bermuatan dan bersifat magnetis momen H.( faktor bentuk H.). Menurut percobaan, distribusi kerapatan magnet. momen H. dengan akurasi urutan beberapa. persen bertepatan dengan distribusi kerapatan listrik. muatan proton dan memiliki radius akar rata-rata kuadrat ~0,8·10 -13 cm (0,8 F). Mag. Faktor bentuk H. dijelaskan dengan cukup baik oleh apa yang disebut. dipol f-loy G M n = m n (1 + Q 2 /0.71) -2, dimana Q 2 - kuadrat momentum yang ditransfer dalam satuan (GeV/c) 2.

Pertanyaan yang lebih kompleks adalah mengenai besarnya arus listrik. (muatan) faktor bentuk H. G E N. Dari percobaan hamburan deuteron dapat disimpulkan bahwa G E N ( Q 2 ) <= 0,1 dalam interval kuadrat impuls yang ditransmisikan (0-1) (GeV/c) 2. Pada Q 2 0 karena persamaan listrik dengan nol. biaya H. G E N- > 0, namun dapat ditentukan secara eksperimental dG E N ( Q 2 )/dq 2 | Q 2=0 . Nilai ini maks. ditemukan secara persis dari pengukuran panjang hamburan H. pada kulit elektron atom berat. Dasar Sebagian dari interaksi ini ditentukan oleh medan magnet. momen H. Maks. eksperimen yang tepat menghasilkan panjang hamburan baru A ne = -1.378(18) . 10 -16 cm, yang berbeda dari nilai perhitungan yang ditentukan oleh medan magnet. momen H.: A ne = -1,468. 10 -16 cm Perbedaan antara nilai-nilai ini memberikan rata-rata kuadrat listrik. radius H.<R 2 E n >= = 0,088(12) Fili dG E N ( Q 2)/dq 2 | Q 2=0 = -0,02 F 2 . Angka-angka ini tidak dapat dianggap final karena banyaknya data yang tersebar dan dekomposisi. percobaan melebihi kesalahan yang dilaporkan.

Ciri interaksi H. dengan sebagian besar inti adalah positif. panjang hamburan, yang mengarah ke koefisien. pembiasan< 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. Optik neutron).

H. dan interaksi lemah (elektrolemah).. Sumber informasi penting tentang interaksi elektrolemah adalah peluruhan b H bebas. Pada tingkat kuark, proses ini berhubungan dengan transisi. Proses kebalikan dari interaksi elektron antineutrino dengan proton disebut. membalikkan peluruhan b. Kelas proses ini mencakup penangkapan elektronik, terjadi di inti, re - n ay e.

Peluruhan H bebas dengan memperhatikan kinematika. parameter dijelaskan oleh dua konstanta - vektor GV, yang disebabkan oleh arus konservasi vektor universitas. konstanta interaksi lemah, dan vektor aksial GA, nilai potongan ditentukan oleh dinamika komponen nukleon yang berinteraksi kuat - quark dan gluon. Fungsi gelombang proton awal dan akhir serta elemen matriks transisi n p akibat isotop. invarian dihitung dengan cukup akurat. Hasilnya adalah perhitungan konstanta GV Dan GA dari peluruhan H. bebas (berbeda dengan perhitungan peluruhan b inti) tidak dikaitkan dengan memperhitungkan faktor struktur nuklir.

Umur H. tanpa memperhitungkan koreksi tertentu sama dengan: t n = k(G 2 V+ 3G 2 A) -1 , dimana k termasuk kinematik faktor dan koreksi Coulomb tergantung pada energi batas peluruhan b dan koreksi radiasi.

Kemungkinan peluruhan polarizer. H. dengan putaran S , energi dan momentum elektron dan antineutrino dan R e, umumnya digambarkan dengan ungkapan:

Koefisien. korelasi a, A, B, D dapat direpresentasikan sebagai fungsi dari suatu parameter sebuah = (GA/GV,)exp( Saya F). Fase f berbeda dari nol atau p jika T-invarian rusak. Di meja data eksperimen diberikan. nilai untuk koefisien ini. dan makna yang dihasilkan A dan f.

Ada perbedaan mencolok antara data-data ini. percobaan untuk t n, mencapai beberapa. persen.

Deskripsi interaksi elektrolemah yang melibatkan H. pada energi yang lebih tinggi jauh lebih rumit karena perlunya memperhitungkan struktur nukleon. Misalnya, m - -capture, m - p n ay m dijelaskan oleh setidaknya dua kali jumlah konstanta. H. juga mengalami interaksi elektrolemah dengan hadron lain tanpa partisipasi lepton. Proses-proses tersebut antara lain sebagai berikut.

1) Peluruhan hiperon L np 0, S + np +, S - np -, dll. Ada beberapa kemungkinan penurunan peluruhan ini. kali lebih kecil dibandingkan partikel tidak aneh, yang dijelaskan dengan memperkenalkan sudut Cabibbo (lihat. Sudut Cabibbo).

2) Interaksi lemah n - n atau n - p, yang memanifestasikan dirinya sebagai gaya nuklir yang tidak mengawetkan ruang. keseimbangan Besaran dampak yang biasa ditimbulkannya adalah sekitar 10 -6 -10 -7.

Interaksi H. dengan inti sedang dan berat memiliki sejumlah ciri, yang dalam beberapa kasus mengarah pada maksud. meningkatkan efek non-konservasi paritas dalam kernel. Salah satu efek ini terkait. perbedaan penampang serapan H. dengan polarisasi searah dan berlawanan dengan arah rambat, tepi dalam kasus inti 139 La sama dengan 7% pada = 1,33 eV, sesuai dengan R- resonansi gelombang neutron. Alasan peningkatan ini adalah kombinasi energi yang rendah. lebar keadaan inti majemuk dan tingkat kepadatan yang tinggi dengan paritas yang berlawanan dalam inti senyawa ini, yang menghasilkan pencampuran komponen dengan paritas yang berbeda sebesar 2-3 kali lipat lebih besar daripada di keadaan inti dataran rendah. Hasilnya adalah sejumlah efek: asimetri emisi g-kuanta relatif terhadap putaran polarizer yang ditangkap. H. dalam reaksi (n, g), asimetri emisi muatan. partikel selama peluruhan keadaan senyawa dalam reaksi (n, p) atau asimetri emisi fragmen fisi ringan (atau berat) dalam reaksi (n, F). Asimetri mempunyai nilai 10 -4 -10 -3 pada energi panas H. V R-resonansi neutron gelombang diwujudkan sebagai tambahan. peningkatan yang terkait dengan penekanan kemungkinan pembentukan komponen pelestarian paritas dari keadaan senyawa ini (karena lebar neutron yang kecil R-resonansi) sehubungan dengan komponen pengotor dengan paritas yang berlawanan, yaitu S-resonansi-som. Ini adalah kombinasi dari beberapa. faktor amplifikasi memungkinkan efek yang sangat lemah untuk memanifestasikan dirinya dengan besarnya karakteristik interaksi nuklir.

Interaksi dengan pelanggaran nomor baryon. Teoretis model unifikasi besar Dan superunifikasi memprediksi ketidakstabilan baryon - pembusukannya menjadi lepton dan meson. Peluruhan ini hanya terlihat pada baryon paling ringan - p dan n, yang merupakan bagian dari inti atom. Untuk interaksi dengan perubahan bilangan baryon sebesar 1, D B= 1, seseorang akan mengharapkan transformasi tipe H.: n e + p - , atau transformasi dengan emisi meson aneh. Pencarian proses semacam ini dilakukan dalam percobaan menggunakan detektor bawah tanah dengan massa beberapa. ribu ton. Berdasarkan percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa waktu peluruhan H. dengan pelanggaran bilangan baryon lebih dari 10 32 tahun.

Dr. kemungkinan jenis interaksi dengan D DI DALAM= 2 dapat menimbulkan fenomena interkonversi H. dan antineutron dalam ruang hampa, yaitu berosilasi . Dengan tidak adanya eksternal medan atau pada magnitudonya yang rendah, keadaan H. dan antineutron mengalami degenerasi, karena massanya sama, sehingga interaksi yang sangat lemah pun dapat mencampurkannya. Kriteria eksternalnya kecil medan adalah kecilnya energi interaksi magnetis. momen H. dengan magnet. medan (n dan n ~ memiliki momen magnet yang berlawanan tanda) dibandingkan dengan energi yang ditentukan oleh waktu T pengamatan H. (sesuai dengan hubungan ketidakpastian), D<=hT-1 . Saat mengamati produksi antineutron dalam sinar H dari reaktor atau sumber lain T adalah waktu penerbangan H. ke detektor. Jumlah antineutron dalam berkas meningkat secara kuadrat dengan bertambahnya waktu penerbangan: /N N ~ ~ (T/t osc) 2, dimana t osc adalah waktu osilasi.

Eksperimen langsung mengamati produksi berkas H. dingin dari reaktor fluks tinggi memberikan batasan t osc > 10 7 s. Dalam percobaan yang sedang dipersiapkan, peningkatan sensitivitas dapat diharapkan ke tingkat t osc ~ 10 9 s. Keadaan yang membatasi adalah maks. intensitas sinar H. dan simulasi fenomena pemusnahan antineutron di detektor kosmik. sinar.

Dr. metode mengamati osilasi - mengamati pemusnahan antineutron, yang dapat dibentuk dalam inti stabil. Selain itu, karena perbedaan besar antara energi interaksi antineutron yang muncul di dalam inti dan energi ikat H. eff. waktu pengamatan menjadi ~10 -22 detik, tetapi banyaknya jumlah inti yang diamati (~10 32) sebagian mengkompensasi penurunan sensitivitas dibandingkan dengan percobaan pada sinar H. Dari data percobaan bawah tanah yang mencari peluruhan proton, tidak adanya Peristiwa dengan pelepasan energi ~ 2 GeV dapat disimpulkan dengan ketidakpastian tertentu, tergantung pada ketidaktahuan tentang jenis interaksi antineutron di dalam inti, yaitu t osc > (1-3). 10 7 hal. Makhluk Peningkatan batas t osc pada percobaan ini terhambat oleh latar belakang yang disebabkan oleh interaksi partikel kosmik. neutrino dengan inti di detektor bawah tanah.

Perlu dicatat bahwa pencarian peluruhan nukleon dengan D B= 1 dan pencarian -osilasi adalah eksperimen independen, karena disebabkan oleh perbedaan mendasar jenis interaksi.

Interaksi gravitasi H. Neutron adalah salah satu dari sedikit partikel elementer yang jatuh ke dalam gravitasi. Bidang bumi dapat diamati secara eksperimental. Pengukuran langsung percepatan gravitasi H. dilakukan dengan ketelitian 0,3% dan tidak berbeda dengan pengukuran makroskopis. Masalah kepatuhan masih relevan prinsip kesetaraan(persamaan massa inersia dan gravitasi) untuk H. dan proton.

Eksperimen paling akurat dilakukan dengan menggunakan metode Et-weight untuk benda dengan rata-rata berbeda. nilai rasio A/Z, Di mana A- pada. nomor, Z- muatan inti (dalam satuan muatan dasar e). Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa percepatan gravitasi H. dan proton adalah identik pada tingkat 2·10 -9, dan persamaan gravitasi. dan massa inert pada level ~10 -12.

Gravitasi akselerasi dan deselerasi banyak digunakan dalam eksperimen dengan ultracold H. Penerapan gravitasi. Refraktometer untuk H. dingin dan ultradingin memungkinkan seseorang mengukur dengan sangat akurat panjang hamburan koheren H. pada suatu zat.

H. dalam kosmologi dan astrofisika

Menurut modern ide, dalam model Hot Universe (lihat. Teori Alam Semesta Panas)Pembentukan baryon, termasuk proton dan hidrogen, terjadi pada menit-menit pertama kehidupan Alam Semesta. Selanjutnya, bagian tertentu dari H., yang tidak sempat membusuk, ditangkap oleh proton dengan pembentukan 4 He. Rasio hidrogen dan 4 He adalah 70% hingga 30% berat. Selama pembentukan bintang dan evolusinya, selanjutnya nukleosintesis, hingga inti besi. Pembentukan inti yang lebih berat terjadi akibat ledakan supernova dengan lahirnya bintang neutron, sehingga menciptakan kemungkinan terjadinya ledakan supernova secara berurutan. penangkapan H. oleh nuklida. Dalam hal ini, kombinasi yang disebut. S-proses - penangkapan H. yang lambat dengan peluruhan b antara penangkapan berturut-turut dan R-proses - berurutan cepat. menangkap selama ledakan bintang terutama. dapat menjelaskan apa yang diamati prevalensi elemen di ruang hampa objek.

Dalam komponen utama kosmik Sinar H. mungkin tidak ada karena ketidakstabilannya. H., terbentuk di permukaan bumi, menyebar ke luar angkasa. ruang angkasa dan peluruhan di sana tampaknya berkontribusi pada pembentukan komponen elektron dan proton sabuk radiasi Bumi.

menyala.: Gurevich I.S., Tarasov L.V., Fisika Neutron Energi Rendah, M., 1965; Alexandrov Yu.A. Sifat dasar neutron, edisi ke-2, M., 1982.

Apa itu neutron dalam fisika. Strukturnya serta peranan pentingnya dalam kestabilan inti atom. Sejarah penemuan neutron. Sifat-sifat neutron cepat dan lambat...

Apa itu neutron dalam fisika: struktur, sifat dan kegunaan

Dari Masterweb

31.05.2018 12:00

Apa itu neutron? Pertanyaan ini paling sering muncul di kalangan orang yang tidak berkecimpung dalam fisika nuklir, karena neutron dalam fisika nuklir dipahami sebagai partikel elementer yang tidak bermuatan listrik dan memiliki massa 1838,4 kali lebih besar dari massa elektron. Bersama dengan proton, yang massanya sedikit lebih kecil dari massa neutron, ia merupakan “bahan penyusun” inti atom. Dalam fisika partikel, neutron dan proton dianggap sebagai dua bentuk berbeda dari partikel yang sama, nukleon.

Struktur neutron

Neutron terdapat dalam inti atom setiap unsur kimia, kecuali atom hidrogen, yang intinya merupakan satu proton. Apa itu neutron, apa strukturnya? Meskipun disebut sebagai “bahan penyusun” dasar inti, ia masih memiliki struktur internalnya sendiri. Secara khusus, ia termasuk dalam keluarga baryon dan terdiri dari tiga kuark, dua di antaranya adalah kuark bawah dan satu kuark atas. Semua quark memiliki muatan listrik pecahan: quark atas bermuatan positif (+2/3 muatan elektron), dan quark bawah bermuatan negatif (-1/3 muatan elektron). Itulah sebabnya neutron tidak mempunyai muatan listrik, karena ia hanya dikompensasi oleh quark yang menyusunnya. Namun momen magnetik neutron tidaklah nol.

Dalam komposisi neutron, definisi yang diberikan di atas, setiap quark terhubung satu sama lain melalui medan gluon. Gluon adalah partikel yang bertanggung jawab atas pembentukan gaya nuklir.

Selain massa dalam kilogram dan satuan massa atom, dalam fisika nuklir massa suatu partikel juga dinyatakan dalam GeV (gigaelectronvolts). Hal ini menjadi mungkin setelah Einstein menemukan persamaan terkenalnya E=mc2, yang menghubungkan energi dengan massa. Apa yang dimaksud dengan neutron dalam GeV? Nilai ini adalah 0,0009396, sedikit lebih besar dibandingkan nilai proton (0,0009383).

Stabilitas neutron dan inti atom

Kehadiran neutron dalam inti atom sangat penting bagi kestabilannya dan kemungkinan keberadaan struktur atom itu sendiri dan materi secara keseluruhan. Faktanya adalah proton, yang juga menyusun inti atom, mempunyai muatan positif. Dan menyatukannya dalam jarak dekat membutuhkan pengeluaran energi yang sangat besar akibat tolakan listrik Coulomb. Gaya nuklir yang bekerja antara neutron dan proton 2-3 kali lipat lebih kuat daripada gaya Coulomb. Oleh karena itu, mereka mampu menahan partikel bermuatan positif dalam jarak dekat. Interaksi nuklir bersifat jangka pendek dan hanya terwujud dalam ukuran inti.

Rumus neutron digunakan untuk mencari nomornya di dalam inti. Tampilannya seperti ini: jumlah neutron = massa atom suatu unsur - nomor atom dalam tabel periodik.

Neutron bebas adalah partikel yang tidak stabil. Masa pakai rata-ratanya adalah 15 menit, setelah itu ia terurai menjadi tiga partikel:

• elektron;
• proton;
• antineutrino.

Prasyarat penemuan neutron

Keberadaan teoritis neutron dalam fisika dikemukakan kembali pada tahun 1920 oleh Ernest Rutherford, yang mencoba menjelaskan mengapa inti atom tidak hancur karena tolakan elektromagnetik proton.

Bahkan sebelumnya, pada tahun 1909 di Jerman, Bothe dan Becker menetapkan bahwa jika unsur ringan, misalnya berilium, boron, atau litium, disinari dengan partikel alfa berenergi tinggi dari polonium, maka akan terbentuk radiasi yang melewati ketebalan berbagai bahan. Mereka berasumsi bahwa itu adalah radiasi gamma, tetapi tidak ada radiasi yang diketahui pada saat itu yang memiliki daya tembus sebesar itu. Eksperimen Bothe dan Becker tidak ditafsirkan dengan tepat.

Penemuan neutron

Keberadaan neutron ditemukan oleh fisikawan Inggris James Chadwick pada tahun 1932. Ia mempelajari radiasi radioaktif berilium, melakukan serangkaian percobaan, memperoleh hasil yang tidak sesuai dengan prediksi rumus fisika: energi radiasi radioaktif jauh melebihi nilai teoretis, dan hukum kekekalan momentum juga dilanggar. Oleh karena itu, salah satu hipotesis perlu diterima:

1. Atau momentum sudut tidak kekal selama proses nuklir.
2. Atau radiasi radioaktif terdiri dari partikel.

Ilmuwan menolak asumsi pertama, karena bertentangan dengan hukum fisika dasar, sehingga ia menerima hipotesis kedua. Chadwick menunjukkan bahwa radiasi dalam eksperimennya dibentuk oleh partikel bermuatan nol yang memiliki daya tembus kuat. Selain itu, ia mampu mengukur massa partikel-partikel ini, dan membuktikan bahwa massanya sedikit lebih besar daripada massa proton.

Neutron lambat dan cepat

Tergantung pada energi yang dimiliki neutron, ia disebut lambat (sekitar 0,01 MeV) atau cepat (sekitar 1 MeV). Klasifikasi ini penting karena beberapa sifatnya bergantung pada kecepatan neutron. Secara khusus, neutron cepat ditangkap dengan baik oleh inti atom, yang mengarah pada pembentukan isotopnya dan menyebabkan fisinya. Neutron lambat ditangkap dengan buruk oleh inti hampir semua material, sehingga mereka dapat melewati lapisan materi yang tebal tanpa hambatan.

Peran neutron dalam fisi inti uranium

Jika kita bertanya pada diri sendiri apa itu neutron dalam energi nuklir, maka kita dapat mengatakan dengan yakin bahwa itu adalah sarana untuk mendorong proses fisi inti uranium, disertai dengan pelepasan energi yang besar. Selama reaksi fisi ini, neutron dengan kecepatan berbeda-beda juga dihasilkan. Pada gilirannya, neutron yang dihasilkan menyebabkan peluruhan inti uranium lainnya, dan reaksi berlangsung secara berantai.

Jika reaksi fisi uranium tidak terkendali maka akan mengakibatkan ledakan volume reaksi. Efek ini digunakan dalam bom nuklir. Reaksi fisi uranium yang terkendali adalah sumber energi di pembangkit listrik tenaga nuklir.

Jalan Kievyan, 16 0016 Armenia, Yerevan +374 11 233 255