Wir erklären, was ein Neutron ist, wie es entdeckt wurde, seine Funktion und seine Eigenschaften. Was ist Kernspaltung und wofür wird sie verwendet?
Das Neutron ist ein subatomares Teilchen, das dem Atom Stabilität verleiht.Was ist ein Neutron?
Ein Neutron ist eine Art vonsubatomares Teilchen (Teilchen, aus denen die Atome desAngelegenheit) im Kern einiger Atome vorhanden und mit einer neutralen elektrischen Ladung ausgestattet. Alle Atome desUniversum bestehen aus Neutronen,Protonen (positiv geladen) undElektronen (negative elektrische Ladung).
Neutronen finden sich im Kern von Atomen (außer Wasserstoff) zusammen mit Protonen. Sie werden von starken Kernkräften zusammengehalten, während Elektronen im klassischen Atommodell auf unterschiedliche Weise herumtanzen.umkreist. Aus diesem Grund werden Protonen und Neutronen alsNukleonen.
Entdeckung des Neutrons
James Chadwick bestätigte experimentell die Existenz des Neutrons.Vor der Entdeckung der Neutronen gab es eine Unbekannte bezüglich der Masse und Ladung der Atome, besonders als sich herausstellte, dass die Elektronen nicht in der Atomkern, aber dass die Kernmasse nicht genau der Gesamtmasse der Protonen entsprach.
So schlug der deutsche Physiker Ernest Rutherford, der die Protonen entdeckte, 1920 die Notwendigkeit eines Neutrons vor, d. h. eines Teilchens, das dem Atom Masse verleiht, ohne seine elektrische Ladung.
Jahre später wurden Neutronen 1932 von dem englischen Physiker James Chadwick, dem Nobelpreisträger von 1935, entdeckt Physisch. Dank verschiedener Erfahrungen und Studien über die Strahlung, die durch Aufschlagen von Paraffin oder anderem erhalten wird Verbindungen reich an Wasserstoff, zeigte Chadwick, dass die physikalischen Vorhersagen nicht dem beobachteten Phänomen entsprachen.
Mit anderen Worten, die erhaltene Strahlung stammte von Teilchen, die dem Proton ähnlich waren, aber keine elektrische Ladung hatten. Das war die erste Erfahrung, die zur formalen Entdeckung von Neutronen führte.
Eigenschaften von Neutronen
Neutronen haben eine ähnliche Masse wie das Proton, aber etwas größer (1,00137 mal) und daher viel größer als die des Elektrons (1838,5 mal). Wie Protonen bestehen sie aus fundamentalen Teilchen namensQuarks. Neutronen haben zwei Quarks"Nieder"(unten) und eins"hoch" (Oben). Die Summe der Ladungen dieser Quarks ist null.
Im Atomkern sind Neutronen stabil, aber außerhalb haben sie im freien Zustand eine Halbwertszeit von 879,4 Sekunden, bevor sie in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino zerfallen. Dies geschieht häufig in Kernkraftwerken, wo eine hohe Konzentration an freien Neutronen vorhanden ist.
Neutronenfunktion
Neutronen erfüllen im Atomkern eine stabilisierende Funktion. Wenn nicht, würden sich die Protonen gegenseitig abstoßen. Mit ihrer Anwesenheit kompensieren Neutronen diese abstoßende elektrische Kraft durch die starke Kernkraft, die Protonen und Neutronen einzigartig im Kern hält.
Freie Neutronen können jedoch für andere Arten von Funktionen verwendet werden, was praktisch ist fürmenschliches Wesen. Durch seine kontrollierte Emission wird es beispielsweise zur Durchdringung und Visualisierung von Materialien verwendet.
Sie werden auch bei der Kernspaltung verwendet, d. h. dem Zerbrechen des Atomkerns durch Beschuss mit freien Neutronen, wodurch Reaktionen die riesige Mengen an freisetzenEnergie. Dies birgt natürlich viele Gefahren, da eine unkontrollierte Emission von Neutronen die Struktur desProtein Basis vonlebende Kreaturen.
Kernspaltung
Kernspaltung ist eine Form des Atomabbaus, insbesondere von Atomen schwerer Materialien wie Uran (U) und seiner stabilen Isotope.
Dieses Verfahren besteht darin, den Kern von beispielsweise und häufiger Uran mit schnellen Neutronen zu beschießen, wodurch seine Spaltung und die Freisetzung von Energie, und zusammen mit ihm neue freie Neutronen, in einer Kettenreaktion, die in der Lage ist, ein hohes Maß an nutzbarer Energie zu erzeugen.
Wenn diese Reaktion in einer kontrollierten Umgebung abläuft, kann sie genutzt werden, um Elektrizität Verwendung von Turbinen und deren Verwendung für den menschlichen Gebrauch, wie dies in Kernkraftwerken der Fall ist. Der Kernenergie ist relativ sicher und relativ kostengünstig, beinhaltet aber gewisse Risiken da es giftige Elemente (radioaktiv) als Nebenprodukte produziert.
Im Gegenteil, wenn diese Reaktion unkontrolliert abläuft, befinden wir uns in der Gegenwart von a Atombombe, eine der zerstörerischsten Kriegserfindungen, die die menschliches Wesen gedacht haben, wie die, die die Regierung Amerikaner auf dem Städte Hiroshima und Nagasaki im Zweiter Weltkrieg.