Kiến thức Phổ thông

Tìm hiểu: Hạt Neutron là gì?

Hạt neutron là gì?

Neutron là hạt hạ nguyên tử trung tính, là thành phần của mọi hạt nhân nguyên tử trừ hydro thông thường. Nó không có điện tích và khối lượng nghỉ bằng 1,67493 × 10−27 kg, lớn hơn một chút so với proton nhưng lớn hơn gần 1,839 lần so với electron. Các neutron và proton, thường được gọi là nucleon, liên kết với nhau trong lõi bên trong dày đặc của một nguyên tử, hạt nhân, nơi chúng chiếm tới 99,9% khối lượng nguyên tử.

Những phát triển trong vật lý hạt năng lượng cao trong thế kỷ 20 đã tiết lộ rằng cả neutron và proton đều không phải là hạt cơ bản thực sự; đúng hơn, chúng là vật liệu tổng hợp của các hạt cơ bản cực nhỏ gọi là quark. Các hạt nhân được liên kết với nhau bởi hiệu ứng còn lại của lực mạnh, một tương tác cơ bản chi phối hành vi của các quark tạo nên các proton và neutron riêng lẻ.

Phát hiện ra hạt neutron

Neutron được phát hiện vào năm 1932 bởi nhà vật lý người Anh James Chadwick. Trong vài năm sau phát hiện này, nhiều nhà điều tra trên khắp thế giới đã nghiên cứu các tính chất và tương tác của hạt. Người ta phát hiện ra rằng các nguyên tố khác nhau, khi bị neutron bắn phá, trải qua quá trình phân hạch, một loại phản ứng hạt nhân xảy ra khi hạt nhân của một nguyên tố nặng bị tách thành hai mảnh nhỏ gần bằng nhau. Trong phản ứng này, mỗi hạt nhân phân hạch phát ra thêm neutron tự do, cũng như những hạt nhân liên kết với các mảnh phân hạch. Năm 1942, một nhóm các nhà nghiên cứu người Mỹ, dưới sự lãnh đạo của nhà vật lý Enrico Fermi, đã chứng minh rằng có đủ neutron tự do được tạo ra trong quá trình phân hạch để duy trì phản ứng dây chuyền. Sự phát triển này đã dẫn đến việc chế tạo bom nguyên tử.

Những đột phá công nghệ sau đó đã dẫn đến việc sản xuất năng lượng điện quy mô lớn từ năng lượng hạt nhân. Sự hấp thụ neutron bởi các hạt nhân tiếp xúc với cường độ neutron cao có sẵn trong các lò phản ứng hạt nhân cũng giúp tạo ra một lượng lớn đồng vị phóng xạ hữu ích cho nhiều mục đích khác nhau. Hơn nữa, neutron đã trở thành một công cụ quan trọng trong nghiên cứu thuần túy. Kiến thức về các tính chất và cấu trúc của nó là điều cần thiết cho sự hiểu biết về cấu trúc của vật chất nói chung. Phản ứng hạt nhân gây ra bởi neutron là nguồn thông tin có giá trị về hạt nhân nguyên tử và lực liên kết nó với nhau.

Tính chất hạt neutron

Một neutron tự do, một loại không được tích hợp vào hạt nhân, có thể bị phân rã phóng xạ thuộc loại gọi là phân rã beta. Nó phân hủy thành một proton, một electron và antineutrino (đối tác phản vật chất của neutrino, một hạt không có điện tích và ít hoặc không có khối lượng); thời gian bán hủy cho quá trình phân rã này là 614 giây.

Bởi vì nó dễ dàng phân rã theo cách này, neutron không tồn tại trong tự nhiên ở trạng thái tự do, ngoại trừ các hạt năng lượng cao khác trong các tia vũ trụ. Vì các neutron tự do trung hòa về điện, chúng không bị cản trở qua các điện trường trong các nguyên tử và do đó tạo thành một dạng bức xạ xuyên thấu, tương tác với vật chất hầu như chỉ qua các va chạm tương đối hiếm với hạt nhân nguyên tử.

Phân loại neutron

Các neutron và proton được phân loại là hadron, các hạt hạ nguyên tử chịu tác dụng của lực mạnh. Ngược lại, Hadron đã được chứng minh là có cấu trúc bên trong dưới dạng các hạt quark, các hạt hạ nguyên tử tích điện phân đoạn được cho là một trong những thành phần cơ bản của vật chất. Giống như các hạt proton và các hạt baryon khác, neutron bao gồm ba hạt quark; trên thực tế, neutron sở hữu một khoảnh khắc lưỡng cực từ tính, tức là, nó hoạt động như một nam châm phút theo cách gợi ý rằng nó là một thực thể của các điện tích chuyển động.

Đọc thêm:

Chủ đề xuất hiện trong bài viết
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker