Neutron
Neutron je subatomární částice bez elektrického náboje (neutrální částice), jedna ze základních stavebních částic atomového jádra (nukleon) a tím téměř veškeré známé hmoty. Atomy lišící se jen počtem neutronů se nazývají izotopy. Neutrony se z atomu uvolňují při jaderných reakcích, volné neutrony způsobují řetězení štěpné reakce a jejich samostatný proud se nazývá neutronové záření.
| Neutron (n) | |
|---|---|
 | |
| Obecné vlastnosti | |
| Klasifikace | Hadrony Baryony Fermiony |
| Složení | 2 kvarky d, 1 kvark u |
| Antičástice | antineutron |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Klidová hmotnost | 939,565 420 52(54)[1] MeV/c2 1,674 927 498 04(95)×10−27[1] kg |
| Elektrický náboj | 0 e 0 C |
| Magnetický moment | −1,913 042 73(45)[1] μN |
| Dipólový moment | < 2,9×10−26[2] e·cm |
| Spin | 1⁄2 |
| Izospin | 1⁄2 |
| Stř. doba života | 881,5(1,5) s[2] (mimo jádro) |
| Interakce | slabá interakce, silná interakce |
Ve standardním modelu částicové fyziky se neutron skládá z jednoho kvarku u a dvou kvarků d. Mezi základní vlastnosti neutronu patří hmotnost, vlnová délka a spin. Antičásticí neutronu je antineutron.
Nukleony a elektrony
Neutron je společně s protonem a elektronem základní stavební částicí veškeré známé hmoty, neboť je součástí všech atomů běžné látky. Tedy s výjimkou pouze některých exotických atomů, zpravidla krátkodobě existujících pouze v extrémních podmínkách čí experimentech, které je napodobují. Neutrony a protony se často označují společným názvem nukleony.
Vlastnosti neutronu
- S hmotností 940 MeV/c2 je jen mírně těžší než proton se svými 938 MeV/c2 a přibližně 1839krát hmotnější než elektron.
- Mimo atomové jádro je neutron nestabilní se střední dobou života 881,5 ± 1,5 sekund[2] (zhruba 14,7 minut), přičemž se rozpadá na proton, elektron a elektronové antineutrino.
- Neutron se řadí mezi baryony – interaguje silnou interakcí.
- Je to hadron složený celkem ze tří kvarků (dvou kvarků d a jednoho u).
- Má poločíselný spin = (tj. je to fermion) a izospin = .
- Jádra všech atomů, vyjma nejběžnějšího izotopu vodíku 1H, tvořeného pouze protonem, obsahují protony i neutrony.
Dělení neutronů
Neutrony se mohou dělit podle své kinetické energie na:
- chladné neutrony <0,002 eV
- tepelné neutrony 0,002 – 0,5 eV
- rezonanční neutrony 0,5 – 1000 eV
- neutrony středních energií 1 keV – 500 keV
- rychlé neutrony 500 keV – 10 MeV
- neutrony s vysokými energiemi 10 MeV – 50 MeV
- neutrony s velmi vysokými energiemi >50 MeV
Význam
Ve fyzice a zejména chemii má význam počet neutronů v jádře, tzv. neutronové číslo, na základě kterého se rozlišují různé izotopy konkrétního prvku.
V jaderné fyzice mají volné neutrony význam jako iniciátor štěpné jaderné reakce. Aby mohla v jaderném reaktoru probíhat řízená štěpná reakce, musí být neutrony zpomalovány pomocí některého z typů moderátoru neutronů.
V astronomii je speciálním tělesem neutronová hvězda tvořená převážně neutrony. Vzniká jako závěrečná fáze vývoje hvězdy po výbuchu některých typů supernovy, kdy po gravitačním kolapsu vznikají neutrony spojením elektronů a protonů za vyzáření neutrin.
Historie
Existenci atomového jádra objevil a publikoval Ernest Rutherford v roce 1911 (Rutherfordův model atomu) a v roce 1920 formuloval hypotézu o jeho složení z protonů a neutronů. Experimentální důkaz neutronu včetně vysvětlení podal jeho žák James Chadwick v roce 1932. Publikoval jej v Nature 2. února. Měření, která neutron detekovala, provedli před tím i další fyzikové, ale mylně je interpretovali jako záření gama.
Odkazy
Reference
- Fundamental Physical Constants; 2018 CODATA recommended values. NIST, květen 2019. Dostupné online, PDF (anglicky)
- K. Nakamura et al., The Review of Particle Physics. J. Phys. G 37, 075021 (2010), 2011 partial update Archivováno 28. 8. 2011 na Wayback Machine
Související články
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu neutron na Wikimedia Commons 
Slovníkové heslo neutron ve Wikislovníku
