ניוטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים

מה הם ניוטרונים?

נויטרון הוא חלקיק תת-אטומי המצוי בגרעיני אטום. יש לו מסה זהה לפרוטון, אבל בניגוד לפרוטון, אין לו כל מטען חשמלי. בגרעיני האטומים נמצאים נויטרונים לצד פרוטונים. כ-99% מהגרעינים ביקום מורכבים מפרוטונים ונויטרונים. בגרעיני האטומים נמצאים נויטרונים לצד פרוטונים. כ-99% מהגרעינים ביקום מורכבים מפרוטונים ונויטרונים. נויטרונים חיוניים לתגובות גרעיניות רבות, כולל ביקוע גרעיני והיתוך גרעיני. הם מיוצרים גם כאשר קרניים קוסמיות עתירות אנרגיה פוגעות באטמוספירה וניתן למצוא אותן בכמויות עקבות בטבע.

מאפיינים בסיסיים של ניוטרונים

- מסה: המסה של נויטרון כמעט זהה למסה של פרוטון, כלומר, 1.6749 × 10 -27 ק"ג.

- מטען: לנייטרונים אין מטען, בהשוואה לפרוטונים בעלי מטען חיובי. - ספין: הספין של נויטרון זהה לספין של פרוטון, כלומר, מספר הספין הקוונטי של נויטרון הוא S = 1.

- מתכלה: ניוטרונים הם חלקיקים לא יציבים, ולכן עוברים דעיכה רדיואקטיבית, כלומר, עם זמן מחצית חיים של כ-14 מיליארד שנים.

המסה של ניוטרון

המסה של נויטרון כמעט זהה למסה של פרוטון, כלומר 1.6749 × 10 -27 ק"ג. אנו יכולים לחשב את המסה של נויטרון מהרכבו, כלומר, מספר הנייטרונים והפרוטונים בגרעין אטום. לדוגמה, גרעין פחמן-12 מורכב משישה פרוטונים ושישה נויטרונים, כלומר, לגרעין פחמן-12 יש מסה של 12 × 1.6749 × 10 -27 ק"ג. מהי המסה של פרוטון? המסה של פרוטון היא 1.6749 × 10 -27 ק"ג, כלומר כמעט זהה למסה של נויטרון.

מטען של ניוטרון

לנייטרונים אין מטען, בהשוואה לפרוטונים בעלי מטען חיובי. המטען על פרוטון הוא +1e, כלומר, יחידת מטען אחת; המטען באלקטרון הוא -1e, כלומר -1 יחידת מטען. המטען על נויטרון הוא 0e, כלומר 0 יחידות מטען.

כמה מהירים ניוטרונים?

מהירותו של נויטרון קרובה מאוד למהירות האור, כלומר 299792458 m/s או, במילים אחרות, 0.99792458 × 10 8 קמ"ש. אתה יכול לאמת זאת על ידי חיבור המסה והמטען של נויטרון לביטוי לתנע p = mv, כאשר p הוא התנע, m הוא המסה, ו-v הוא המהירות.

כמה ניוטרונים יש באטום?

מספר הנייטרונים באטום זהה בערך למספר הפרוטונים, כלומר, נויטרונים ופרוטונים כמעט שווים במספרם. לדוגמה, לאטום של פחמן-12, כלומר, גרעין פחמן, יש 6 פרוטונים ו-6 נויטרונים, כלומר 12 נוקלונים. לאטום של חמצן-16 יש 8 פרוטונים ו-8 נויטרונים, כלומר 16 נוקלונים.

האם פרוטון מסיבי יותר מניוטרון?

לא, הפרוטון אינו מסיבי יותר מהנייטרון. הפרוטון מעט פחות מסיבי מהנויטרון. ניתן להבין זאת אם רק נסתכל שוב על הרכב החלקיקים. לגרעין פחמן-12 יש 6 פרוטונים ו-6 נויטרונים; לגרעין חמצן 16 יש 8 פרוטונים ו-8 נויטרונים. המסה של גרעין פחמן-12 היא 12 × 1.6749 × 10 -27 ק"ג, והמסה של גרעין חמצן-16 היא 16 × 1.6749 × 10 -27 ק"ג. מכיוון שהמסות של גרעיני פחמן-12 וחמצן-16 כמעט זהות, ההבדל במסה של מרכיבי הפרוטונים והנייטרונים שלהם יהיה זניח; כלומר, ההבדל במסה של הפרוטונים והנייטרונים בשני הגרעינים יהיה זניח. לכן, מסת הפרוטונים והנייטרונים יהיו זהים בערך.

סיכום

ניוטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים. יש להם אותה מסה כמו לפרוטון, אבל בניגוד לפרוטון, אין להם כל מטען. ניוטרונים נוצרים כאשר גרעין אטום של יסוד כמו אורניום מתפצל. גרעין הפחמן-12 מורכב מ-6 פרוטונים ו-6 נויטרונים, כלומר, 12 נוקלונים. לאטום של חמצן-16 יש 8 פרוטונים ו-8 נויטרונים, כלומר 16 נוקלונים. נויטרונים חיוניים לתגובות גרעיניות רבות, כולל ביקוע גרעיני והיתוך גרעיני. הן נוצרות גם כאשר קרניים קוסמיות עתירות אנרגיה פוגעות באטמוספירה, ונמצאות בכמויות עקבות בטבע.