Neutron (elementární částice). Neutrony, izotopy a radioaktivita
Neutron (elementární částice)
Tento článek napsal Vladimir Gorunovič pro webovou stránku Wikiknowledge, umístil na tuto stránku za účelem ochrany informací před vandaly a poté na této stránce doplnil.
Teorie pole elementárních částic, fungující v rámci VĚDY, je založena na základech ověřených FYZIKOU:
- klasická elektrodynamika,
- Kvantová mechanika
- Zákony zachování jsou základními fyzikálními zákony.
To je zásadní rozdíl vědecký přístup, používaný teorií pole elementárních částic - skutečná teorie musí fungovat přísně v rámci přírodních zákonů: to je VĚDA.
Používání elementárních částic, které v přírodě neexistují, vymýšlení základních interakcí, které v přírodě neexistují, nebo nahrazování interakcí existujících v přírodě pohádkovými, ignorování přírodních zákonů, zapojování se do matematických manipulací s nimi (vytváření zdání vědy) - to je spousta POHÁDEK vydávaných za vědu. Fyzika díky tomu sklouzla do světa matematických pohádek.
1 Neutronový poloměr
2 Magnetický moment neutronu
3 Elektrické pole neutronu
4 Klidová hmotnost neutronů
5 Neutronová životnost
6 Nová fyzika: Neutron (elementární částice) - shrnutí
Neutron - elementární částice kvantové číslo L=3/2 (spin = 1/2) - baryonová skupina, protonová podskupina, elektrický náboj+0 (systematizace podle teorie pole elementární částice).
Podle teorie pole elementárních částic (teorie postavená na vědeckých základech a jediná, která obdržela správné spektrum všech elementárních částic) se neutron skládá z rotující polarizované proměnné elektro magnetické pole s konstantní složkou. Všechna nepodložená tvrzení Standardního modelu, že neutron se údajně skládá z kvarků, nemají nic společného s realitou. - Fyzika experimentálně prokázala, že neutron má elektromagnetická pole (nulová hodnota celkového elektrického náboje neznamená absenci dipólového elektrického pole, což i Standardní model byl nepřímo nucen připustit zavedením elektrických nábojů na prvky neutronová struktura) a také gravitační pole. Fyzika před 100 lety brilantně uhodla, že elementární částice nejenže mají, ale sestávají z elektromagnetických polí, ale až do roku 2010 nebylo možné sestavit teorii. Nyní v roce 2015 se také objevila teorie gravitace elementárních částic, která stanovila elektromagnetickou povahu gravitace a získala rovnice gravitačního pole elementárních částic, odlišné od rovnic gravitace, na jejichž základě bylo více postavený matematická pohádka ve fyzice.
Struktura elektromagnetického pole neutronu (E-konstantní elektrické pole, H-konstantní magnetické pole, žlutá výrazné střídavé elektromagnetické pole).
Energetická bilance (procento celkové vnitřní energie):
- konstantní elektrické pole (E) - 0,18 %,
- konstantní magnetické pole (H) - 4,04 %,
- střídavé elektromagnetické pole - 95,78 %.
Přítomnost silného konstantního magnetického pole vysvětluje držení jaderných sil neutronem. Struktura neutronu je znázorněna na obrázku.
Navzdory nulovému elektrickému náboji má neutron dipólové elektrické pole.
1 Neutronový poloměr
Teorie pole elementárních částic definuje poloměr (r) elementární částice jako vzdálenost od středu k bodu, ve kterém je dosaženo maximální hustoty hmoty.
![](https://i2.wp.com/vladimir-gorunovich.narod.ru/5_radius_ehlementarnoj_chasticy_r0per.jpg)
Pro neutron to bude 3,3518 ∙10 -16 m K tomu musíme připočítat tloušťku vrstvy elektromagnetického pole 1,0978 ∙10 -16 m.
![](https://i0.wp.com/vladimir-gorunovich.narod.ru/5_radius_ehlementarnoj_chasticy_r0.jpg)
Výsledek pak bude 4,4496 ∙10 -16 m. Vnější hranice neutronu by se tedy měla nacházet ve vzdálenosti více než 4,4496 ∙10 -16 m od středu proton a to není překvapivé. Poloměr elementární částice je určen kvantovým číslem L a hodnotou klidové hmotnosti. Obě částice mají stejnou sadu kvantových čísel L a M L a jejich klidové hmotnosti se mírně liší.
2 Magnetický moment neutronu
Protizávaží kvantová teorie Teorie pole elementárních částic tvrdí, že magnetická pole elementárních částic nevznikají spinovou rotací elektrických nábojů, ale existují současně s konstantním elektrickým polem jako konstantní složka elektromagnetického pole. Proto všechny elementární částice s kvantovým číslem L>0 mají magnetická pole.
Teorie pole elementárních částic nepovažuje magnetický moment neutronu za anomální - jeho hodnota je určena souborem kvantových čísel do té míry, v jaké funguje kvantová mechanika v elementární částici.
Magnetický moment neutronu je tedy vytvářen proudem:
- (0) s magnetickým momentem -1 eħ/m 0n c
Dále ji vynásobíme procentem energie střídavého elektromagnetického pole neutronu děleno 100 procenty a převedeme ji na jaderné magnetony. Nemělo by se zapomínat, že jaderné magnetony berou v úvahu hmotnost protonu (m 0p), nikoli neutronu (m 0n), takže výsledný výsledek je nutné vynásobit poměrem m 0p /m 0n. Výsledkem je 1,91304.
3 Elektrické pole neutronu
Navzdory nulovému elektrickému náboji musí mít podle teorie pole elementárních částic neutron konstantní elektrické pole. Elektromagnetické pole, které tvoří neutron, má konstantní složku, a proto musí mít neutron konstantní magnetické pole a konstantní elektrické pole. Protože elektrický náboj je nulový, konstantní elektrické pole bude dipólové. To znamená, že neutron musí mít konstantní elektrické pole podobné poli dvou distribuovaných paralelních elektrických nábojů stejné velikosti a opačného znaménka. Na velké vzdálenosti bude elektrické pole neutronu prakticky nepostřehnutelné díky vzájemné kompenzaci polí obou nábojových znaků. Ale ve vzdálenostech v řádu neutronového poloměru bude mít toto pole významný dopad na interakce s jinými elementárními částicemi podobných velikostí. Jedná se především o interakci neutronu s protonem a neutronu s neutronem v atomových jádrech. Pro interakci neutron-neutron to budou odpudivé síly pro stejný směr rotací a přitažlivé síly pro opačný směr rotací. U interakce neutron-proton závisí znaménko síly nejen na orientaci spinů, ale také na posunu mezi rovinami rotace elektromagnetických polí neutronu a protonu.
Neutron tedy musí mít dipólové elektrické pole dvou distribuovaných paralelních symetrických prstencových elektrických nábojů (+0,75e a -0,75e), průměrný poloměr , umístěný na dálku
Elektrický dipólový moment neutronu (podle teorie pole elementárních částic) je roven:
![](https://i0.wp.com/vladimir-gorunovich.narod.ru/Electric_dipole_moment_neutron.jpg)
kde ħ je Planckova konstanta, L je hlavní kvantové číslo v teorii pole elementárních částic, e je elementární elektrický náboj, m 0 je klidová hmotnost neutronu, m 0~ je klidová hmotnost neutronu obsaženého v střídavé elektromagnetické pole, c je rychlost světla, P je vektor elektrického dipólového momentu (kolmý k rovině neutronu, prochází středem částice a směřuje ke kladnému elektrickému náboji), s je průměrná vzdálenost mezi nábojů, r e je elektrický poloměr elementární částice.
Jak můžete vidět, elektrické náboje jsou svou velikostí blízké nábojům předpokládaných kvarků (+2/3e=+0,666e a -2/3e=-0,666e) v neutronu, ale na rozdíl od kvarků existují v neutronu elektromagnetická pole. přírody, a mají podobnou strukturu jako konstanta Každá neutrální elementární částice má elektrické pole, bez ohledu na velikost spinu a... .
Potenciál elektrického dipólového pole neutronu v bodě (A) (v blízké zóně přibližně 10s > r > s), v soustavě SI je roven:
kde θ je úhel mezi vektorem dipólového momentu P a směr k pozorovacímu bodu A, r 0 - normalizační parametr roven r 0 =0,8568Lħ/(m 0~ c), ε 0 - elektrická konstanta, r - vzdálenost od osy (rotace střídavého elektromagnetického pole) element. částice k bodu pozorování A, h je vzdálenost od roviny částice (procházející jejím středem) k bodu pozorování A, h e je průměrná výška elektrického náboje v neutrální elementární částici (rovná 0,5 s), | ...| - číselný modul, P n - vektorová velikost P n. (V systému GHS není žádný multiplikátor.)
Síla E elektrického dipólového pole neutronu (v blízké zóně přibližně 10s > r > s) v soustavě SI je rovna:
Kde n=r/|r| - jednotkový vektor od středu dipólu ve směru pozorovacího bodu (A), tečka (∙) označuje skalární součin, vektory jsou zvýrazněny tučně. (V systému GHS není žádný multiplikátor.)
Složky intenzity elektrického dipólového pole neutronu (v blízké zóně přibližně 10s>r>s) podélného (| |) (podél vektoru poloměru vedeného od dipólu k danému bodu) a příčného (_|_) v systém SI:
kde θ je úhel mezi směrem vektoru dipólového momentu P n a vektor poloměru k bodu pozorování (v systému SGS není žádný faktor).
Třetí složka intenzity elektrického pole je ortogonální k rovině, ve které leží vektor dipólového momentu P n vektor neutronu a poloměru, - je vždy roven nule.
Potenciální energie U interakce elektrického dipólového pole neutronu (n) s elektrickým dipólovým polem jiné neutrální elementární částice (2) v bodě (A) ve vzdálené zóně (r>>s), v SI systém se rovná:
kde θ n2 je úhel mezi vektory dipólových elektrických momentů P n a P 2, θ n - úhel mezi vektorem elektrického momentu dipólu P n a vektor r, θ 2 - úhel mezi vektorem elektrického momentu dipólu P 2 a vektor r, r- vektor od středu dipólového elektrického momentu p n do středu dipólového elektrického momentu p 2 (do pozorovacího bodu A). (V systému GHS není žádný multiplikátor)
Normalizační parametr r 0 je zaveden za účelem snížení odchylky hodnoty E od hodnoty vypočtené pomocí klasické elektrodynamiky a integrálního počtu v blízké zóně. K normalizaci dochází v bodě ležícím v rovině rovnoběžné s rovinou neutronů, vzdáleném od středu neutronu o vzdálenost (v rovině částice) a s výškovým posunem h=ħ/2m 0~ c, kde m 0~ je množství hmoty uzavřené v klidovém neutronu střídavého elektromagnetického pole (pro neutron m 0~ = 0,95784 m. Pro každou rovnici se parametr r 0 vypočítá nezávisle. Poloměr pole lze brát jako přibližnou hodnotu:
Ze všeho výše uvedeného vyplývá, že elektrické dipólové pole neutronu (o jehož existenci v přírodě fyzika 20. století neměla tušení) bude podle zákonů klasické elektrodynamiky interagovat s nabitými elementárními částicemi.
4 Klidová hmotnost neutronů
V souladu s klasickou elektrodynamikou a Einsteinovým vzorcem je klidová hmotnost elementárních částic s kvantovým číslem L>0 včetně neutronu definována jako ekvivalent energie jejich elektromagnetických polí:
![](https://i1.wp.com/vladimir-gorunovich.narod.ru/massa_pokoja_ehlektromagnitnaja.jpg)
Kde určitý integrál přebírá celé elektromagnetické pole elementární částice, E je síla elektrického pole, H je síla magnetického pole. Zohledňují se zde všechny složky elektromagnetického pole: konstantní elektrické pole (které má neutron), konstantní magnetické pole, střídavé elektromagnetické pole. Tento malý, ale fyzikálně velmi prostorný vzoreček, na jehož základě jsou odvozeny rovnice pro gravitační pole elementárních částic, pošle nejednu pohádkovou „teorii“ do šrotu – proto někteří z jejich autorů nesnáším to.
Jak vyplývá z výše uvedeného vzorce, hodnota klidové hmotnosti neutronu závisí na podmínkách, ve kterých se neutron nachází. Umístěním neutronu do konstantního vnějšího elektrického pole (například atomového jádra) tedy ovlivníme E 2, což ovlivní hmotnost neutronu a jeho stabilitu. Podobná situace nastane, když je neutron umístěn do konstantního magnetického pole. Proto se některé vlastnosti neutronu uvnitř atomového jádra liší od stejných vlastností volného neutronu ve vakuu, daleko od polí.
5 Neutronová životnost
Fyzikálně stanovená životnost 880 sekund odpovídá volnému neutronu.
Teorie pole elementárních částic říká, že doba života elementární částice závisí na podmínkách, ve kterých se nachází. Umístěním neutronu do vnějšího pole (například magnetického pole) měníme energii obsaženou v jeho elektromagnetickém poli. Směr vnějšího pole můžete zvolit tak, aby se vnitřní energie neutronu snižovala. V důsledku toho se při rozpadu neutronu uvolní méně energie, což ztíží rozpad a prodlouží životnost elementární částice. Je možné zvolit takovou hodnotu intenzity vnějšího pole, že rozpad neutronu bude vyžadovat další energii a neutron se tak stane stabilní. Přesně to je pozorováno u atomových jader (například deuteria), ve kterých magnetické pole sousedních protonů zabraňuje rozpadu neutronů jádra. V jiných záležitostech, když je do jádra zavedena dodatečná energie, může být opět možný rozpad neutronů.
6 Nová fyzika: Neutron (elementární částice) - shrnutí
Standardní model (v tomto článku vynechaný, ale ve 20. století se tvrdilo, že je pravdivý) uvádí, že neutron je vázaným stavem tří kvarků: jednoho „nahoru“ (u) a dvou kvarků „dolů“ (d) ( navrhovaná kvarková struktura neutronu: udd). Vzhledem k tomu, že přítomnost kvarků v přírodě nebyla experimentálně prokázána, nebyl zjištěn elektrický náboj o velikosti náboje hypotetických kvarků v přírodě a existují pouze nepřímé důkazy, které lze interpretovat jako přítomnost stop kvarků v přírodě. některé interakce elementárních částic, ale lze je interpretovat i jinak, pak tvrzení Standardní model, že neutron má kvarkovou strukturu, zůstává jen neprokázaným předpokladem. Jakýkoli model, včetně standardního, má právo předpokládat jakoukoli strukturu elementárních částic, včetně neutronu, ale dokud nebudou na urychlovačích objeveny odpovídající částice, ze kterých se neutron údajně skládá, je třeba považovat tvrzení modelu za neprokázané.
Standardní model, popisující neutron, zavádí kvarky s gluony, které se v přírodě nevyskytují (ani gluony nikdo nenašel), pole a interakce, které v přírodě neexistují, a dostává se do rozporu se zákonem zachování energie;
Teorie pole elementárních částic ( Nová fyzika) popisuje neutron na základě polí a interakcí existujících v přírodě v rámci zákonitostí působících v přírodě - to je VĚDA.
Vladimír Gorunovič
Co je to neutron? Jaká je jeho struktura, vlastnosti a funkce? Neutrony jsou největší z částic, které tvoří atomy, stavební kameny veškeré hmoty.
Atomová struktura
Neutrony se nacházejí v jádře, husté oblasti atomu také vyplněné protony (kladně nabité částice). Tyto dva prvky drží pohromadě síla zvaná jaderná. Neutrony mají neutrální náboj. Kladný náboj protonu se shoduje se záporným nábojem elektronu, aby se vytvořil neutrální atom. I když neutrony v jádře neovlivňují náboj atomu, stále mají mnoho vlastností, které atom ovlivňují, včetně úrovně radioaktivity.
Neutrony, izotopy a radioaktivita
Částice, která se nachází v jádře atomu, je neutron, který je o 0,2 % větší než proton. Společně tvoří 99,99 % celkové hmotnosti stejného prvku a mohou mít různý počet neutronů. Když vědci odkazují na atomovou hmotnost, mají na mysli průměrnou atomovou hmotnost. Například uhlík má typicky 6 neutronů a 6 protonů s atomovou hmotností 12, ale někdy se vyskytuje s atomovou hmotností 13 (6 protonů a 7 neutronů). Uhlík s atomovým číslem 14 také existuje, ale je vzácný. Atomová hmotnost uhlíku je tedy v průměru 12,011.
Když mají atomy různý počet neutronů, nazývají se izotopy. Vědci našli způsoby, jak přidat tyto částice do jádra a vytvořit tak větší izotopy. Nyní přidání neutronů neovlivňuje náboj atomu, protože nemají žádný náboj. Zvyšují však radioaktivitu atomu. To může vést k velmi nestabilním atomům, které se mohou vybíjet vysoké úrovně energie.
Co je jádro?
V chemii je jádro kladně nabité centrum atomu, které se skládá z protonů a neutronů. Slovo „kernel“ pochází z latinského nucleus, což je forma slova znamenající „ořech“ nebo „jádro“. Termín byl vytvořen v roce 1844 Michaelem Faradayem k popisu středu atomu. Vědy, které se zabývají studiem jádra, studiem jeho složení a charakteristik, se nazývají jaderná fyzika a jaderná chemie.
Protony a neutrony drží pohromadě silná jaderná síla. Elektrony jsou přitahovány k jádru, ale pohybují se tak rychle, že k jejich rotaci dochází v určité vzdálenosti od středu atomu. Jaderný náboj se znaménkem plus pochází z protonů, ale co je to neutron? Jedná se o částici, která nemá elektrický náboj. Téměř veškerá hmotnost atomu je obsažena v jádře, protože protony a neutrony mají mnohem větší hmotnost než elektrony. Počet protonů v atomovém jádru určuje jeho identitu jako prvku. Počet neutronů udává, o jaký izotop prvku se jedná.
Velikost atomového jádra
Jádro je mnohem menší než celkový průměr atomu, protože elektrony mohou být dále od středu. Atom vodíku je 145 000krát větší než jeho jádro a atom uranu je 23 000krát větší než jeho střed. Vodíkové jádro je nejmenší, protože se skládá z jediného protonu.
Uspořádání protonů a neutronů v jádře
Protony a neutrony jsou obvykle zobrazeny jako sbalené dohromady a rovnoměrně rozložené do koulí. Jedná se však o zjednodušení skutečné struktury. Každý nukleon (proton nebo neutron) může zaujímat určitou energetickou hladinu a rozsah umístění. Zatímco jádro může být kulovité, může být také hruškovité, kulovité nebo diskovité.
Jádra protonů a neutronů jsou baryony, které se skládají z těch nejmenších, které se nazývají kvarky. Přitažlivá síla má velmi krátký dosah, takže protony a neutrony musí být velmi blízko u sebe, aby byly vázány. Tato silná přitažlivost překonává přirozené odpuzování nabitých protonů.
Proton, neutron a elektron
Mocným impulsem ve vývoji takové vědy, jako je jaderná fyzika, byl objev neutronu (1932). Měli bychom být za to vděční anglický fyzik který byl Rutherfordovým žákem. Co je to neutron? Jedná se o nestabilní částici, která se může ve volném stavu rozpadnout na proton, elektron a neutrino, tzv. bezhmotnou neutrální částici, za pouhých 15 minut.
Částice dostala své jméno, protože nemá elektrický náboj, je neutrální. Neutrony jsou extrémně husté. V izolovaném stavu bude mít jeden neutron hmotnost pouze 1,67·10 - 27, a pokud vezmete lžičku hustě napěchovanou neutrony, výsledný kus hmoty bude vážit miliony tun.
Počet protonů v jádře prvku se nazývá atomové číslo. Toto číslo dává každému prvku jeho jedinečnou identitu. V atomech některých prvků, např. uhlíku, je počet protonů v jádrech vždy stejný, ale počet neutronů se může lišit. Atom daného prvku s určitým počtem neutronů v jádře se nazývá izotop.
Jsou jednotlivé neutrony nebezpečné?
Co je to neutron? Jedná se o částici, která je spolu s protonem obsažena v. Někdy však mohou existovat samy o sobě. Když jsou neutrony mimo jádra atomů, získávají potenciálně nebezpečné vlastnosti. Když se pohybují vysokou rychlostí, produkují smrtící záření. Takzvané neutronové bomby, známé svou schopností zabíjet lidi a zvířata, přitom mají minimální vliv na neživé fyzické struktury.
Neutrony jsou velmi důležitou součástí atomu. Vysoká hustota těchto částic v kombinaci s jejich rychlostí jim dává extrémní destruktivní sílu a energii. V důsledku toho mohou změnit nebo dokonce roztrhat jádra atomů, na které narazí. Ačkoli má neutron čistý neutrální elektrický náboj, skládá se z nabitých složek, které se navzájem ruší s ohledem na náboj.
Neutron v atomu je malá částice. Stejně jako protony jsou příliš malé na to, aby je bylo možné vůbec vidět elektronovým mikroskopem, ale jsou tam, protože jsou jediná možnost, vysvětlující chování atomů. Neutrony jsou velmi důležité pro stabilitu atomu, ale mimo jeho atomové centrum nemohou existovat dlouho a rozpadají se v průměru za pouhých 885 sekund (asi 15 minut).
„Je vyrobeno prvních pět palivových souborů palivových souborů MOX pro reaktor BN-800 JE Bělojarsk. Tím je etapa zvládnutí výroby technologického komplexu plynového chemického komplexu MOX dokončena,“ tisková služba byl hlášen plyn chemický komplex.
V současné době jsou realizována opatření, rozvíjená Důlním chemickým komplexem spolu s řadou podniků Rosatomu, zaměřená na zvýšení produktivity výroby za účelem naplnění ročního plánu 40 palivových souborů.
Energetický blok č. 4 Bělojarské JE je nezbytný pro testování řady technologií pro uzavření jaderného palivového cyklu na bázi „rychlých“ reaktorů. V takto uzavřeném cyklu se v důsledku rozšířené reprodukce jaderného „paliva“ má za to, že se palivová základna jaderné energie výrazně rozšíří a bude také možné snížit objem radioaktivního odpadu v důsledku „vyhoření“. “ nebezpečných radionuklidů. Rusko, jak poznamenávají odborníci, zaujímá první místo na světě v technologii výstavby reaktorů s rychlými neutrony.
Blok č. 4 BNPP s reaktorem BN-800 se stal prototypem výkonnějších komerčních „rychlých“ energetických bloků BN-1200. Již dříve bylo oznámeno, že rozhodnutí postavit pilotní blok BN-1200 také v JE Bělojarsk by mohlo padnout na začátku 2020.
Reaktor BN-800 je navržen pro využití paliva MOX, které může využívat plutonium izolované při přepracování vyhořelého jaderného paliva z tepelných neutronových reaktorů, které tvoří základ moderní jaderné energetiky. Průmyslová produkce Palivo MOX pro BN-800 bylo postaveno v Důlním a chemickém kombinátu za účasti více než 20 organizací ruského jaderného průmyslu.
Počáteční palivová náplň reaktoru BN-800 byla vytvořena převážně z tradičního paliva s oxidem uranu. Zároveň část palivových souborů obsahuje palivo MOX vyrobené v poloprovozních výrobnách jiných podniků Rosatomu - RIAR (Dimitrovgrad, Uljanovská oblast) a Sdružení výroby Mayak (ZATO Ozersk, Čeljabinská oblast). Postupem času by měl být reaktor BN-800 přeměněn na palivo MOX vyráběné společností Mining and Chemical Combine.
Federální státní jednotný podnik „Důlní a chemický kombinát“ (součást divize závěrečné fáze životního cyklu jaderných energetických zařízení Rosatomu) má statut federální jaderné organizace. MCC je klíčovým podnikem Rosatomu při vytváření technologického komplexu uzavřeného jaderného palivového cyklu založeného na inovativní technologie nová generace. Poprvé na světě se v Báňském a chemickém komplexu soustřeďují tři high-tech procesy najednou - skladování vyhořelého jaderného paliva z reaktorů jaderných elektráren, jeho přepracování a výroba nového jaderného paliva MOX pro reaktory s rychlými neutrony.
Neutron (latinsky neutr – ani jedno, ani druhé) je elementární částice s nulovým elektrickým nábojem a hmotností o něco větší než hmotnost protonu. Hmotnost neutronu m n=939,5731(27) MeV/s 2 =1,008664967 a.e.m. =1,675 10 -27kg. Elektrický náboj = 0. Spin = 1/2, neutron poslouchá Fermiho statistiku. Vnitřní parita je kladná. Izotopový spin T=1/2. Třetí izospinová projekce T 3 = -1/2. Magnetický moment = -1,9130. Vazebná energie v jádře klidová energie E 0 =m n c 2 = 939,5 Mev. Volný neutron se rozpadá s poločasem rozpadu T 1/2= 11 min kanálem kvůli slabé interakci. V vázaný stav(v jádře) neutron žije věčně. "Výjimečné postavení neutronu v jaderné fyzice je podobné postavení elektronu v elektronice." Díky absenci elektrického náboje neutron jakékoli energie snadno proniká do jádra a způsobuje různé jaderné přeměny.
Přibližný neutronová klasifikace energií je uvedena v tabulce 1.3
název | Energetická oblast ( ev) | Průměrná energie E( ev) | Rychlost cm/sec | Vlnová délka λ ( cm) | Teplota T( NAÓ) | |
ultrachladný | <3 10 - 7 | 10 - 7 | 5 10 2 | 5 10 -6 | 10 -3 | |
Studený | 5 10 -3 ÷10 -7 | 10 -3 | 4,37 10 4 | 9,04 10 -8 | 11,6 | |
tepelný | 5 10 -3 ÷0,5 | 0,0252 | 2,198 10 5 | 1,8 10 -8 | ||
rezonanční | 0,5÷50 | 1,0 | 1,38 10 6 | 2,86 10 -9 | 1,16 10 4 | |
pomalý | 50÷500 | 1,38 10 7 | 2,86 10 -10 | 1,16 10 6 | ||
středně pokročilí | 500÷10 5 | 10 4 | 1,38 10 8 | 2,86 10 -11 | 1,16 10 8 | |
rychle | 10 5 ÷ 10 7 | 10 6 =1Mev | 1,38 10 9 | 2,86 10 -12 | 1,16 10 10 | |
Vysoká energie. | 10 7 ÷ 10 9 | 10 8 | 1,28 10 10 | 2,79 10 -13 | 1,16 10 12 | |
relativistický | >10 9 =1 Gav | 10 10 | 2,9910 10 | 1,14 10 -14 | 1,16 10 14 |
Reakce pod vlivem neutronů jsou četné: ( n, y), (n,p), (n, n'), (n,α), ( n,2n), (n,f).
Radiační záchytné reakce ( n, y) neutron následovaný emisí γ-kvanta jsou založeny na pomalých neutronech s energiemi od 0÷500 kev.
Příklad: Mev.
Elastický rozptyl neutronů ( n, n) je široce používán pro detekci rychlých neutronů pomocí metody zpětného rázu jader v dráhových metodách a pro moderování neutronů.
Pro nepružný rozptyl neutronů ( n, n') neutron je zachycen za vzniku složeného jádra, které se rozpadá a emituje neutron s energií nižší, než má původní neutron. Nepružný rozptyl neutronů je možný, pokud je energie neutronu několikanásobně vyšší než energie prvního excitovaného stavu cílového jádra. Nepružný rozptyl je prahový proces.
Neutronová reakce produkující protony ( n,p) vzniká působením rychlých neutronů o energiích 0,5÷10 meV. Nejdůležitější reakce jsou produkce izotopu tritia z helia-3:
Mev s průřezem σ teplo = 5400 stodola,
a registrace neutronů metodou fotoemulze:
0,63 Mev s průřezem σ teplo = 1,75 stodola.
Neutronové reakce ( n,α) s tvorbou α-částic efektivně nastávají na neutronech s energií 0,5÷10 MeV. Někdy dochází k reakcím s tepelnými neutrony: reakce na produkci tritia v termonukleárních zařízeních.
§1. Seznamte se s elektronem, protonem, neutronem
Atomy jsou nejmenší částice hmoty.
Pokud se zvětší na velikost Zeměkoule jablko průměrná velikost, pak budou atomy jen velikosti jablka. Navzdory tak malým rozměrům se atom skládá z ještě menších fyzických částic.
Měli byste být již obeznámeni se strukturou atomu z školní kurz fyzika. A přesto si připomeňme, že atom obsahuje jádro a elektrony, které rotují kolem jádra tak rychle, že se stávají k nerozeznání – tvoří „elektronový mrak“ neboli elektronový obal atomu.
Elektrony se obvykle označuje takto: E − . Elektrony E− velmi lehké, téměř beztížné, ale mají negativní elektrický náboj. Je roven −1. Elektřina, který všichni používáme, je proud elektronů běžících v drátech.
Atomové jádro, ve kterém je soustředěna téměř veškerá jeho hmota, se skládá z částic dvou typů – neutronů a protonů.
Neutrony označeno takto: n 0
, A protony Tak: p +
.
Pokud jde o hmotnost, neutrony a protony jsou téměř stejné - 1,675 10-24 g a 1,673 10-24 g.
Je pravda, že je velmi nepohodlné počítat hmotnost takových malých částic v gramech, takže je vyjádřena v uhlíkové jednotky, z nichž každý je roven 1,673 10 −24 g.
Pro každou částici dostaneme relativní atomová hmotnost, rovnající se podílu hmotnosti atomu (v gramech) dělené hmotností uhlíkové jednotky. Relativní atomové hmotnosti proton a neutron jsou rovny 1, ale náboj protonů je kladný a rovný +1, zatímco neutrony nemají náboj.
. Hádanky o atomu
Atom lze sestavit „v mysli“ z částic, jako je hračka nebo auto z částí dětské stavebnice. Je pouze nutné dodržet dvě důležité podmínky.
- První podmínka: každý typ atomu má svůj vlastní vlastní sada
"detaily" - elementární částice. Například atom vodíku bude mít určitě jádro s kladným nábojem +1, což znamená, že musí mít určitě jeden proton (a ne více).
Atom vodíku může také obsahovat neutrony. Více o tom v dalším odstavci.
Atom kyslíku (atomové číslo v Periodická tabulka se rovná 8) bude mít jádro nabité osm kladné náboje (+8), což znamená, že existuje osm protonů. Protože hmotnost atomu kyslíku je 16 relativních jednotek, abychom získali kyslíkové jádro, přidáme dalších 8 neutronů. - Druhá podmínka je, že každý atom by měl být elektricky neutrální. K tomu musí mít dostatek elektronů k vyrovnání náboje jádra. Jinými slovy, počet elektronů v atomu se rovná počtu protonů ve svém jádru a také pořadové číslo tohoto prvku v periodické tabulce.