Vizualizare sursă pentru „Neutron”

'''Neutronul''' este o [[particulă subatomică]], fără [[sarcină electrică]] și masă (m<sub>n</sub>=1,675·10<sup>−27</sup>kg) puțin mai mare decât cea a [[proton]]ului. Protonii și neutronii constituie [[Nucleu atomic|nucleele]] [[atom]]ilor. Numărul neutronilor, '''N''', al unui atom poate fi diferit pentru nucleele atomice ale aceluiași element. Așa se formează [[izotop]]ii. A fost teoretizat de [[Ernest Rutherford]] în 1920 ca fiind un dublet neutru format din proton și [[electron]]. Neutronul este simbolizat prin n sau {{SubatomicParticle|Neutron0}}.

Neutronii se pot găsi (în mișcare) și în afara atomului. Aceștia interacționează numai cu nucleele atomice. Pătrunderea neutronilor în nuclee are loc cu o probabilitate ridicată, mai ales atunci cand energia lor cinetică este scăzută. Acest fenomen poate afecta stabilitatea atomului ([[Activare cu neutroni|''activare'']], ''transformare'' sau ''stabilizare'').
La trecerea neutronilor prin materie sunt posibile trei tipuri de interacții: ''împrăștiere elastică'', ''împrăștiere inelastică'' și ''captură neutronică''.
Dacă un neutron se dezintegrează, acesta se separă într-un proton, un electron și un [[neutrin]].
Ajunși, prin ciocniri succesive, la energii joase și la un grad ridicat de imprăștiere, neutronii se comportă ca un gaz molecular care difuzează.

Materialele care încetinesc neutronii prin ciocniri elastice, fără a-i absorbi, poartă numele de ''moderatori'' (apă, deuteriu, beriliu, parafină, grafit). Absorbția se realizează de anumite substanțe conținând de exemplu nucleul elementului chimic bor.

== Descoperirea neutronului ==
În 1931, [[Walther Bothe]] și Herbert Becker în [[Giessen]], Germania au constatat că în cazul în care [[particulă alfa|particule alfa]] de mare energie emise de [[poloniu]] cădeau pe anumite elemente ușoare, în special [[beriliu]], [[bor]] sau [[litiu]], era produsă o radiație neobișnuit de penetrantă. Din moment ce această radiație nu era influențată de un câmp electric (neutronii nu au sarcină electrică), se considera că era [[radiație gama]]. Radiația era mai penetrantă decât orice raze gama cunoscute, iar detaliile privind rezultatele experimentale erau dificil de interpretat. Anul următor, [[Irène Joliot-Curie]] și [[Frédéric Joliot]], în Paris, au arătat că, dacă această radiație necunoscută cade pe parafină, sau orice alt compus conținând [[hidrogen]], ea ejecta protoni de energie foarte mare. Auzind rezultatele din anul 1932, de la Paris, nici Rutherford, nici [[James Chadwick]] nu au fost convinși de ipoteza razelor gama. Chadwick căutase neutronii lui Rutherford prin intermediul mai multor experimente de-a lungul anilor 1920, însă fără succes. Chadwick a realizat rapid o serie de noi experimente care arătau că ipoteza razelor gama era de neconceput. El a repetat producerea radiației folosind beriliu, a utilizat metode mai bune pentru detectare, și care vizau radiația în parafină ca urmare a experimentului de la Paris. Parafina este un compus cu conținut ridicat de hidrogen, prin urmare, oferă o țintă densă de protoni; din moment ce neutronii și protonii au masa aproape egală, protoni se împrăștie de neutroni. Chadwick a măsurat gama acestor protoni, și, de asemenea a măsurat modul în care noua radiație afecta atomii de diferite gaze.

O ținta de beriliu bombardată cu particule alfa emise de poloniu [[radioactiv]], s-a constatat că emite, la rândul său, particule invizibile necunoscute. 
Aceste particule invizibile au lovit apoi atomii de [[hidrogen]] sau de [[azot]] în repaus. Ca rezultat al acestor ciocniri protonii sau nucleele de azot au fost puși în mișcare, iar [[James Chadwick|Chadwick]] le-a măsurat vitezele.

<math> {v'}_p = \frac{2mv}{m + m_p} </math>, unde m - masa particulei invizibile, v - viteza ei, <math>m_p</math>-masa protonilor, <math>v_p</math> - viteza lor.

În același mod, notând masa azotului și viteza sa cu <math>m_N,v_N \!</math>:
 
<math>v'_n= \frac {2mv}{m+m_N}</math>

<math>m_N=14m_p \!</math>, masa azotului = 14, masa hidrogenului =1.

De aici se obține: <math>\frac {v'_p}{v'_N}=\frac {m+14m_p}{m+m_p}</math>

În experiențele sale, [[James Chadwick|Chadwick]] a măsurat vitezele <math>v'_p,v'_N \!</math>. El a găsit că raportul <math>\frac {v'_p}{v'_N}</math> era aproximativ 7,5. Prin urmare:

<math>m \approx 1,00 m_p \!</math>

[[James Chadwick|Chadwick]] a repetat experiența cu alte substanțe și a găsit din nou masa aproximativ egală cu cea a protonului. El a dovedit existența neutronilor.

== Tipuri ==
În funcție de energia lor, neutronii pot fi clasificați astfel:

* Neutroni rapizi (peste 8 [[KeV]] );
* Neutroni încetiniți (sub 8 KeV );
* Neutroni termici (aprox. 0,025 eV ).

== Caracteristici ==
[[Fișier:Quark structure neutron.svg|thumb|150px|Structura de quarkuri a neutronului]]
Momentul magnetic e diferit de zero, fapt neașteptat pentru o particulă neutră electric. Acesta e un indiciu că neutronul e o particulă compusă. 

Ernest Rutherford a emis ipoteza alcătuirii neutronului dintr-un proton și un electron prin 1920. In 1921 W. D. Harkins descria nucleele ca fiind formate din protoni si neutroni<ref>Pauling, op. cit., p. 102</ref>. Modelul structural proton electron al neutronului necesită existența unei forțe atractive care să contracareze paradoxul Klein rezultat pe baza relației de nedeterminare.

După [[modelul standard]] al [[Fizica particulelor elementare|particulelor elementare]] neutronul ar fi compus din [[quark]]uri. Distingerea între cele două modele se poate face prin predicțiile cantitative furnizate asupra valorii numerice a momentului magnetic.

== Detecție ==
Interacțiile cu substanța amintite mai sus (captura neutronilor, împrăștierea elastică și inelastică) fac posibilă detecția lor.

== Surse neutronice ==
Surse de neutroni sunt reacțiile [[fisiune nucleară|nucleare de fisiune]] sau produse de [[particulă alfa|particule alfa]].

== Aplicații ==
Fasciculele de neutroni sunt folosite la determinări de structură a stărilor de agregare prin imprăstiere elastică (difracție de neutroni) și inelastică a neutronilor și producerea [[reacția de fisiune nucleară în lanț|fisiunii nucleare]].

==Note==

<references />

== Bibliografie ==
* [[I.G. Murgulescu]], J. Păun ''Introducere în chimia fizică vol I,3 Nucleul atomic. Reacții nucleare. Particule elementare'' [[Editura Academiei RSR]], București 1982
* I.G. Murgulescu, V. Em. Sahini ''Introducere în chimia fizică vol I,2 Sructura și proprietățile moleculelor'' Editura Academiei RSR, București 1978
* St. Muscalu ''Fizica atomică și nucleară'' Editura Tehnică, 1975
* I.E. Teodorescu ''Generatoare de neutroni'' Editura Academiei 1968
* James A. Walter, John B. Cross ''Fizica''. Editura didactică si pedagogică, București.
* Ion Dima s.a., Dicționar de fizică, Editura Enciclopedică Română, București, 1972
* [[Linus Pauling]], ''Chimie generală'', Editura Științifică, București, 1972 (traducere din limba engleză)

== Vezi și ==
* [[Particulă alfa]]
* [[Izotop stabil]]

{{Control de autoritate}}
[[Categorie:Chimie nucleară]]
[[Categorie:Neutron]]
[[Categorie:Fisiune nucleară]]
[[Categorie:Radiații]]