Dalam fisika eksperimental dan terapan modern, neutron memainkan peran penting. Dengan bantuan mereka, energi dapat dilepaskan inti atom dalam proses fisi nuklir dan menciptakan sumber energi yang kuat. Karena neutron adalah partikel tak bermuatan, penghalang Coulomb tidak menghalangi penetrasinya ke dalam inti. Hal ini memberikan peluang khusus untuk menggunakan neutron untuk mempelajari struktur dan reaksi nuklir.

Sejarah penemuan neutron sangat khas dari jalur perkembangannya fisika nuklir sama sekali. Rutherford, pada tahun 1920, berdasarkan pertimbangan umum, meramalkan keberadaan partikel dengan massa kira-kira sama dengan massa proton, dan bahkan menguraikan beberapa sifat-sifatnya.

Pada tahun 1930, Bothe dan Becker, saat menyinari pelat dengan partikel, mengamati semacam radiasi yang bekerja pada counter. “Sesuatu” ini tidak mungkin berupa -partikel, karena jangkauan -partikelnya lebih kecil dari ketebalan pelat yang digunakan. Karena radiasi ini diserap dengan lemah oleh timbal, maka wajar untuk menganggapnya sebagai sinar-y.

Pada tahun 1932, Joliot dan Curie mengulangi percobaan dengan Di jalur radiasi yang tidak diketahui, mereka menempatkan parafin dan mengamati proton yang keluar dari parafin. Energi proton ternyata sama. Diduga terjadi efek fotolistrik nuklir. Dari hukum umum kinematika, dapat ditunjukkan bahwa proton dengan energi sebesar itu dapat dikeluarkan dari inti akibat efek fotolistrik nuklir hanya jika energi primernya terlampaui. Namun pada saat ini sudah jelas bahwa inti dicirikan oleh tingkat energi sebesar urutannya hanya beberapa unit dan oleh karena itu inti yang dipancarkan tidak dapat memiliki tingkat tereksitasi dengan energi yang sama. Dengan demikian, pertanyaan tentang sumber energi keras tersebut tidak terselesaikan.

Chadwick, dipandu oleh gagasan Rutherford, menganalisis hasil eksperimen Bothe dan Becker, Joliot dan Curie dan menyarankan bahwa radiasi penetrasi baru tidak terdiri dari foton, tetapi partikel netral berat. Dengan mengamati inti mundur nitrogen di ruang awan, yang dihasilkan dari interaksi radiasi baru dengan nitrogen, dan mundurnya proton yang terbentuk dalam parafin, Chadwick adalah orang pertama yang menentukan massa neutron, yang ternyata kira-kira sama dengan massa. proton.

Mari kita perhatikan hukum kekekalan energi dan momentum, yang menjadi dasar pertama kali nilai massa neutron diperoleh. Jika kita berasumsi bahwa neutron melumpuhkan proton yang mundur dari parafin dan menganggap tumbukan neutron dengan proton sebagai hamburan elastis, maka kita dapat menuliskan tumbukan langsung, ketika kecepatan yang diperoleh proton maksimum:

dimana massa neutron; kecepatan neutron sebelum tumbukan; kecepatan neutron setelah tumbukan; massa dan kecepatan proton.

Di sini dua persamaan mengandung tiga besaran yang tidak diketahui: (kecepatan proton ditentukan oleh jalurnya). Oleh karena itu, diperlukan pengalaman tambahan. Untuk memperoleh persamaan ketiga, percobaan nitrogen diulangi dengan neutron yang sama (massa inti nitrogen dan energi mundur maksimum inti nitrogen yang bertabrakan dengan neutron ditentukan. Sama dengan Energi mundur dari inti nitrogen. proton sama dengan. Oleh karena itu, kecepatan inti proton dan nitrogen dapat ditentukan dengan menyelesaikan persamaan kecepatan kembalinya inti secara bersama-sama, kita akan peroleh

>> Penemuan neutron

§ 103 PENEMUAN NEUTRON

Tahap terpenting dalam perkembangan fisika nuklir atom adalah penemuan neutron pada tahun 1932.

Transformasi buatan inti atom. Untuk pertama kalinya dalam sejarah manusia, transformasi inti buatan dilakukan oleh Rutherford pada tahun 1919. Ini bukan lagi penemuan yang kebetulan.

Karena intinya sangat stabil, dan tidak keduanya suhu tinggi, tidak ada tekanan, tidak medan elektromagnetik tidak menyebabkan transformasi unsur dan tidak mempengaruhi laju peluruhan radioaktif, maka Rutherford mengemukakan bahwa diperlukan energi yang sangat tinggi untuk menghancurkan atau mengubah inti atom. Pembawa energi tinggi yang paling cocok pada saat itu adalah partikel alfa yang dipancarkan dari inti atom selama peluruhan radioaktif.

Inti pertama yang mengalami transformasi buatan adalah atom nitrogen. Dengan membombardir nitrogen dengan partikel berenergi tinggi yang dipancarkan radium, Rutherford menemukan penampakan proton - inti atom hidrogen.

Pada percobaan pertama, registrasi proton dilakukan dengan menggunakan metode sintilasi 1 dan hasilnya tidak cukup meyakinkan dan dapat diandalkan. Namun beberapa tahun kemudian, transformasi nitrogen diamati di ruang awan. Sekitar satu -partikel untuk setiap 50.000 -partikel yang dipancarkan oleh obat radioaktif di dalam ruangan ditangkap oleh inti nitrogen, yang menghasilkan emisi proton. Dalam hal ini, inti nitrogen berubah menjadi inti isotop oksigen:

Gambar 13.9 menunjukkan salah satu foto dari proses ini. Di sebelah kiri Anda dapat melihat karakteristik "garpu" - percabangan trek. Jejak tebal milik inti oksigen, dan jejak tipis milik proton. Partikel -yang tersisa tidak mengalami tumbukan dengan inti, dan lintasannya lurus. Peneliti lain menemukan transformasi di bawah pengaruh -partikel inti fluor, natrium, aluminium, dll., disertai dengan emisi proton. Inti unsur berat ditemukan di bagian akhir tabel periodik, tidak mengalami transformasi. Jelasnya, karena muatan listrik (positif) yang besar, partikel tersebut tidak dapat mendekati inti.

1 Kilau adalah kilatan cahaya yang terjadi ketika partikel mengenai permukaan yang dilapisi lapisan zat khusus, misalnya lapisan seng sulfida.

Joliot-Curie Frederic (1900-1958)- Ilmuwan Perancis dan progresif tokoh masyarakat. Bersama istrinya Irene, ia menemukan radioaktivitas buatan pada tahun 1934. Karya Curie dalam mempelajari radiasi berilium di bawah pengaruh -partikel sangat penting untuk penemuan neutron. Pada tahun 1939, bersama rekan-rekannya, ia pertama kali menentukan jumlah rata-rata neutron yang dipancarkan selama fisi inti atom uranium, dan menunjukkan kemungkinan mendasar terjadinya rantai. reaksi nuklir dengan pelepasan energi.

Penemuan neutron. Pada tahun 1932, peristiwa terpenting bagi seluruh fisika nuklir terjadi: neutron ditemukan oleh murid Rutherford, fisikawan Inggris D. Chadwick.

Ketika dibombardir dengan partikel berilium, proton tidak muncul. Tetapi ditemukan beberapa radiasi dengan penetrasi kuat yang dapat mengatasi hambatan seperti pelat timah setebal 10-20 cm. Diasumsikan bahwa ini adalah sinar berenergi tinggi.

Irène Joliot-Curie (putri Marie dan Pierre Curie) dan suaminya Frederic Joliot-Curie menemukan bahwa jika pelat parafin ditempatkan di jalur radiasi yang dihasilkan oleh pemboman partikel berilium, kemampuan pengion radiasi ini meningkat tajam. Mereka dengan tepat berasumsi bahwa radiasi tersebut melumpuhkan proton dari pelat parafin, yang terdapat dalam jumlah besar dalam zat yang mengandung hidrogen tersebut. Dengan menggunakan ruang awan (diagram eksperimental ditunjukkan pada Gambar 13.10), pasangan Joliot-Curie menemukan proton-proton ini dan memperkirakan energinya berdasarkan panjang jalurnya. Menurut data mereka, jika proton dipercepat akibat tumbukan dengan -kuanta, maka energi kuanta ini seharusnya sangat besar - sekitar 55 MeV.

Chadwick mengamati di ruang awan jejak inti nitrogen yang bertabrakan dengan radiasi berilium. Menurut perkiraannya, energi -kuanta yang mampu memberikan kecepatan κ ke inti nitrogen, yang terdeteksi dalam pengamatan ini, seharusnya sebesar 90 MeV. Pengamatan serupa terhadap jejak inti argon di ruang awan mengarah pada kesimpulan bahwa energi kuanta hipotetis ini seharusnya sama dengan 150 MeV. Jadi, mengingat inti atom bergerak akibat tumbukan dengan partikel tak bermassa, para peneliti sampai pada kontradiksi yang jelas: kuanta yang sama memiliki energi yang berbeda.

Menjadi jelas bahwa asumsi tentang emisi berilium kuanta, yaitu partikel tak bermassa, tidak dapat dipertahankan. Beberapa partikel yang cukup berat terbang keluar dari berilium di bawah pengaruh -partikel. Lagi pula, hanya ketika bertabrakan dengan partikel berat, proton atau inti nitrogen dan argon dapat menerima energi tinggi yang diamati secara eksperimental. Karena partikel-partikel ini mempunyai daya tembus yang besar dan tidak secara langsung mengionisasi gas, maka partikel-partikel ini bersifat netral secara listrik. Bagaimanapun, partikel bermuatan berinteraksi kuat dengan materi dan karenanya dengan cepat kehilangan energinya.

Partikel baru itu disebut neutron. Keberadaannya telah diprediksi oleh Rutherford lebih dari 10 tahun sebelum eksperimen Chadwick. Berdasarkan energi dan momentum inti yang bertabrakan dengan neutron, massa partikel baru ini ditentukan. Ternyata massanya sedikit lebih besar dari massa proton - 1838,6 massa elektron, bukan 1836,1 massa proton. Akhirnya diketahui bahwa ketika partikel β memasuki inti berilium, reaksi berikut terjadi:

Berikut simbol neutron; muatannya nol, dan massa relatif- sekitar satu."

Neutron adalah partikel yang tidak stabil: neutron bebas meluruh dalam waktu sekitar 15 menit menjadi proton, elektron, dan neutrino - partikel netral tak bermassa.

Partikel elementer - neutron - tidak memiliki muatan listrik. Massa neutron kira-kira 2,5 massa elektron lebih besar dari massa proton.

Jelaskan mengapa, pada tumbukan sentral dengan proton, neutron mentransfer seluruh energinya, tetapi pada tumbukan dengan inti nitrogen, hanya sebagian saja.

Myakishev G.Ya., Fisika. kelas 11: mendidik. untuk pendidikan umum institusi: dasar dan profil. level / G.Ya.Myakishev, B.V.Bukhovtsev, V.M.Charugin; diedit oleh V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - Edisi ke-17, direvisi. dan tambahan - M.: Pendidikan, 2008. - 399 hal.: sakit.

Perencanaan tematik kalender dalam fisika, video fisika online, unduhan Fisika dan astronomi di sekolah

Isi pelajaran catatan pelajaran kerangka pendukung metode percepatan penyajian pelajaran teknologi interaktif Praktik tugas dan latihan lokakarya tes mandiri, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah, pertanyaan diskusi, pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video dan multimedia foto, gambar, grafik, tabel, diagram, humor, anekdot, lelucon, komik, perumpamaan, ucapan, teka-teki silang, kutipan Pengaya abstrak artikel trik untuk boks penasaran buku teks kamus dasar dan tambahan istilah lainnya Menyempurnakan buku teks dan pelajaranmemperbaiki kesalahan pada buku teks pemutakhiran suatu penggalan dalam buku teks, unsur inovasi dalam pembelajaran, penggantian pengetahuan yang sudah ketinggalan zaman dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender untuk tahun ini rekomendasi metodologis program diskusi Pelajaran Terintegrasi

Pada tahun 1920, Rutherford menduga adanya partikel elementer netral yang terbentuk dari penggabungan elektron dan proton. Untuk melakukan percobaan mendeteksi partikel ini pada tahun tiga puluhan, J. Chadwick diundang ke Laboratorium Cavendish. Percobaan berlangsung selama bertahun-tahun. Dengan menggunakan pelepasan listrik melalui hidrogen, proton bebas dihasilkan, yang membombardir inti atom berbagai elemen. Perhitungannya adalah bahwa adalah mungkin untuk mengeluarkan partikel yang diinginkan dari inti dan menghancurkannya, dan secara tidak langsung merekam tindakan penghancuran jejak peluruhan proton dan elektron.

Pada tahun 1930, Bothe dan Becker melakukan penyinaran A- partikel berilium menemukan radiasi dengan daya tembus yang sangat besar. Sinar tak dikenal melewati timah, beton, pasir, dll. Pada awalnya itu seharusnya sulit radiasi sinar-x. Namun asumsi ini tidak tahan terhadap kritik. Saat mengamati aksi tumbukan inti yang jarang terjadi, inti atom menerima keuntungan yang begitu besar sehingga untuk menjelaskan hal ini perlu diasumsikan energi foton sinar-X yang luar biasa tinggi.

Chadwick memutuskan bahwa dalam eksperimen Bothe dan Becker, partikel netral yang dia coba deteksi terbang keluar dari berilium. Dia mengulangi percobaannya, berharap dapat mendeteksi kebocoran partikel netral, tetapi tidak berhasil. Tidak ada jejak yang ditemukan. Dia mengesampingkan eksperimennya.

Dorongan yang menentukan untuk melanjutkan eksperimennya adalah makalah yang diterbitkan oleh Irène dan Frédéric Joliot-Curie tentang kemampuan radiasi berilium untuk mengeluarkan proton dari parafin (Januari 1932). Dengan mempertimbangkan hasil Joliot-Curie, ia memodifikasi eksperimen Bothe dan Becker. Diagram instalasi barunya ditunjukkan pada Gambar 30. Radiasi berilium dihasilkan melalui hamburan A- partikel pada pelat berilium. Blok parafin ditempatkan di jalur radiasi. Ditemukan bahwa radiasi mengeluarkan proton dari parafin.

Kita sekarang mengetahui bahwa radiasi dari berilium adalah aliran neutron. Massanya hampir sama dengan massa proton, sehingga neutron mentransfer sebagian besar energinya ke proton yang terbang ke depan. Proton yang terlempar dari parafin dan terbang ke depan memiliki energi sekitar 5,3 MeV. Chadwick segera menolak kemungkinan menjelaskan hilangnya proton dengan efek Compton, karena dalam hal ini perlu diasumsikan bahwa foton yang dihamburkan pada proton memiliki energi yang sangat besar sekitar 50 MeV(pada saat itu sumber foton berenergi tinggi tersebut belum diketahui). Oleh karena itu, ia menyimpulkan bahwa interaksi yang diamati terjadi sesuai skema
Reaksi Joliot-Curie (2)

Dalam percobaan ini, tidak hanya neutron bebas yang diamati untuk pertama kalinya, tetapi juga merupakan transformasi nuklir pertama - produksi karbon melalui fusi helium dan berilium.

Tugas 1. Dalam percobaan Chadwick, proton yang dikeluarkan dari parafin memiliki energi 5,3 MeV. Tunjukkan bahwa agar proton memperoleh energi tersebut selama hamburan foton, foton tersebut perlu mempunyai energi 50 MeV.

Setelah ditemukan bahwa zat terdiri dari molekul, dan zat tersebut terdiri dari atom, fisikawan dihadapkan pada pertanyaan baru. Penting untuk menetapkan struktur atom - terbuat dari apa. Murid-muridnya juga mengambil solusi untuk masalah sulit ini. Mereka menemukan proton dan neutron pada awal abad lalu

E. Rutherford telah mempunyai asumsi bahwa atom terdiri dari inti dan elektron yang berputar mengelilinginya dengan kecepatan yang sangat besar. Namun inti atom terdiri dari apa tidak sepenuhnya jelas. E. Rutherford mengajukan hipotesis bahwa dalam komposisi inti atom apapun unsur kimia pasti ada inti

Hal itu kemudian dibuktikan melalui serangkaian percobaan yang menghasilkan penemuan proton. Inti dari eksperimen eksperimental E. Rutherford adalah bahwa atom nitrogen dibombardir dengan radiasi alfa, yang dengannya beberapa partikel dikeluarkan dari inti atom nitrogen.

Proses ini direkam pada film fotosensitif. Namun, cahayanya sangat lemah, dan sensitivitas filmnya juga rendah, sehingga E. Rutherford menyarankan agar murid-muridnya, sebelum memulai percobaan, menghabiskan beberapa jam berturut-turut di ruangan gelap sehingga mata mereka hampir tidak terlihat. sinyal cahaya.

Dalam percobaan ini, dari jejak cahaya yang khas, ditentukan bahwa partikel yang tersingkir adalah inti atom hidrogen dan oksigen. Hipotesis E. Rutherford, yang membawanya pada penemuan proton, terbukti dengan cemerlang.

E. Rutherford mengusulkan untuk menyebut partikel ini sebagai proton (diterjemahkan dari bahasa Yunani"protos" artinya pertama). Dalam hal ini, kita harus memahaminya sedemikian rupa sehingga inti atom hidrogen memiliki struktur sedemikian rupa sehingga hanya terdapat satu proton di dalamnya. Beginilah cara proton ditemukan.

Ia mempunyai muatan listrik positif. Dalam hal ini, secara kuantitatif sama dengan muatan elektron, hanya tandanya yang berlawanan. Artinya, ternyata proton dan elektron tampak seimbang satu sama lain. Oleh karena itu, semua benda, karena terdiri dari atom, pada mulanya tidak bermuatan, dan menerima muatan listrik ketika medan listrik mulai bekerja padanya. Struktur inti atom mungkin mengandung berbagai unsur kimia lagi proton daripada inti atom hidrogen.

Setelah penemuan proton dilakukan, para ilmuwan mulai memahami bahwa inti atom suatu unsur kimia tidak hanya terdiri dari proton, karena ketika melakukan percobaan fisik dengan inti atom berilium, mereka menemukan bahwa ada empat unit di dalamnya. inti, sedangkan massa inti secara umum adalah sembilan satuan. Masuk akal untuk berasumsi bahwa lima satuan massa lainnya adalah milik beberapa partikel tak dikenal yang tidak memiliki muatan listrik, karena jika tidak, keseimbangan elektron-proton akan terganggu.

Sebagai mahasiswa E. Rutherford, ia melakukan eksperimen dan mampu mendeteksi partikel elementer yang terbang keluar dari inti atom berilium ketika dibombardir dengan radiasi alfa. Ternyata mereka tidak mempunyai muatan listrik. Ketiadaan muatan ditemukan karena partikel-partikel ini tidak bereaksi. Kemudian menjadi jelas bahwa unsur struktur inti atom yang hilang telah ditemukan.

Partikel yang ditemukan oleh D. Chadwick ini disebut neutron. Ternyata ia memiliki massa yang sama dengan proton, namun seperti telah disebutkan, tidak memiliki muatan listrik.

Selain itu, secara eksperimental telah dipastikan bahwa jumlah proton dan neutron sama dengan nomor urut suatu unsur kimia dalam tabel periodik.

Di Alam Semesta, Anda dapat mengamati objek seperti bintang neutron, yang seringkali merupakan tahap akhir dalam evolusi bintang. Bintang neutron tersebut sangat padat.

Deskripsi video pelajaran

Sebuah atom terdiri dari inti dan kulit elektron. Inti atom mengandung dua jenis nukleon - proton dan neutron. Pada tahun 1919, Rutherford, saat mempelajari fisika inti atom, adalah orang pertama dalam sejarah umat manusia yang melakukan transformasi inti buatan, yang menjadi pendorong penemuan-penemuan baru. Ia mengemukakan bahwa diperlukan energi yang sangat tinggi untuk menghancurkan atau mengubah inti atom, karena inti atom sangat stabil dan tidak terpengaruh oleh suhu, tekanan, dan medan elektromagnetik yang tinggi. Rutherford juga mampu memverifikasi secara eksperimental bahwa suhu, tekanan dan medan elektromagnetik tidak mempengaruhi laju peluruhan radioaktif inti, yang pembawanya pada saat itu dianggap sebagai partikel alfa yang dipancarkan dari inti selama peluruhan radioaktif. Pengalaman Rutherford adalah sebagai berikut. Atom nitrogen dibombardir oleh partikel α berenergi tinggi yang dipancarkan radium. Hasilnya, penampakan proton - inti atom hidrogen - ditemukan. Registrasi proton dilakukan dengan menggunakan metode sintilasi. Hasil yang diperoleh perlu dikonfirmasi. Hal ini dicapai beberapa tahun kemudian dengan mengamati transformasi nitrogen di ruang awan. Kemudian para ilmuwan menyimpulkan tentang transformasi inti nitrogen:
EN 14 -7 ke dalam inti isotop oksigen 17 - 8 dan pada saat yang sama sebuah proton dipancarkan - atom hidrogen АШ 1 1. Untuk melakukan transformasi ini, satu partikel dari setiap 50.000 partikel yang dipancarkan oleh radioaktif obat di ruang awan ditangkap oleh inti nitrogen. Foto proses ini menunjukkan percabangan lintasan. Jejak tebal milik inti oksigen, dan jejak tipis milik proton. Jejak partikel α yang tersisa berbentuk lurus, sehingga tidak bertumbukan dengan inti nitrogen. Eksperimen serupa tentang transformasi inti suatu unsur menjadi inti unsur lain di bawah pengaruh partikel alfa berhasil dilakukan dengan inti fluor, natrium, aluminium, dan unsur lainnya. Dalam semua kasus, proton juga dipancarkan. Masalah hanya muncul pada inti unsur berat, yang berada di akhir tabel periodik. Mereka tidak mengalami transformasi, karena partikel alfa tidak dapat mendekati inti atom, sebab ia mempunyai muatan listrik positif yang besar.
Pada tahun 1932, murid Rutherford, fisikawan Inggris James Chadwick, menemukan neutron. Dia membombardir berilium dengan partikel alfa. Dalam hal ini, proton tidak muncul, tetapi ditemukan radiasi dengan penetrasi tinggi yang dapat menembus pelat timah setebal 10-20 cm. Chadwick menyatakan bahwa ini adalah sinar berenergi tinggi. Pasangan ilmiah Perancis Frederic dan Irene Joliot-Curie juga bekerja dalam arah yang sama. Mereka menemukan radioaktivitas buatan pada tahun 1934. Hasil percobaan mereka mempelajari radiasi berilium di bawah pengaruh partikel α telah nilai yang besar untuk penemuan neutron. Studi tentang inti atom tidak berakhir di situ, tetapi hanya berkembang dengan kekuatan yang lebih besar. Pada tahun 1939, Joliot-Curie dan rekan-rekannya membuktikan kemungkinan reaksi berantai nuklir dengan pelepasan energi dan menentukan jumlah rata-rata neutron yang dipancarkan selama fisi inti atom uranium. Melanjutkan percobaan mereka, pasangan Joliot-Curie menemukan bahwa jika pelat parafin ditempatkan di jalur radiasi yang dihasilkan ketika berilium dibombardir dengan partikel alfa, kemampuan pengion dari radiasi ini meningkat dengan cepat, karena radiasi tersebut melumpuhkan proton dari parafin. piring, yang berlimpah dalam zat yang mengandung hidrogen ini. Proton dideteksi menggunakan ruang awan, dan energinya diperkirakan berdasarkan panjang jalurnya. Menurut mereka, proton dipercepat akibat tumbukan dengan -kuanta yang memiliki energi sangat besar - sekitar 55 MeV (megaelektronvolt).
1 megaelektronvolt (MeV) sama dengan 1 juta elektronvolt. Jika kita membandingkan dengan suhu 1 eV sekitar 11 6040C, Chadwick, mengamati di ruang awan jejak inti nitrogen yang mengalami tumbukan dengan radiasi berilium, berpendapat bahwa energi -kuanta yang mampu memberikan kecepatan pada inti nitrogen seharusnya menjadi 90 MeV, dan untuk inti argon energi -kuanta hipotetis ini harusnya 150 MeV. Hasil percobaan ini menunjukkan bahwa inti atom akibat tumbukan dengan partikel tak bermassa mulai bergerak, dan kuanta yang sama akan memiliki energi yang berbeda. Hal ini membuat para ilmuwan tersesat, karena ternyata anggapan tentang emisi partikel tak bermassa - kuanta oleh berilium tidak benar, yaitu, dari berilium di bawah pengaruh - partikel, beberapa partikel lain yang agak berat terbang keluar, yang ketika bertabrakan dengan proton atau inti nitrogen dan argon, bisa mendapatkan lebih banyak energi. Selain itu, partikel-partikel ini, yang memiliki daya tembus yang besar, tidak mengionisasi gas, tetapi netral secara listrik, karena partikel bermuatan dengan cepat kehilangan energinya akibat interaksi dengan materi.
Partikel ini disebut neutron. Massa neutron ditentukan oleh energi dan momentum inti yang bertabrakan dengannya. Ternyata massanya sedikit lebih besar dari massa proton - 1838,6 massa elektron, bukan 1836,1 massa proton. Massa neutron melebihi massa proton sebesar 1,94 MeV, yaitu lebih dari 2,5 massa atau, lebih sederhananya, 1840 kali massa elektron. Oleh karena itu, mereka mengatakan bahwa hampir seluruh massa atom terkonsentrasi pada intinya.Akibat masuknya partikel - ke dalam inti berilium, terjadi reaksi yang mengubah berilium menjadi karbon dan melepaskan neutron.Neutron adalah partikel elementer tidak stabil yang tidak mempunyai muatan listrik. EN satu nol - simbol neutron; muatannya nol dan massa relatifnya satu. Sebuah neutron bebas meluruh menjadi proton, elektron, dan neutrino—partikel netral tak bermassa—dalam waktu sekitar 15 menit. Massa sebuah neutron kira-kira 2,5 massa elektron atau 1840 kali lebih besar dari massa proton. Penelitian neutron. Shapiro dan Estulin pada tahun 1955, melakukan pengukuran langsung muatan neutron dengan pembelokan berkas neutron termal dalam medan elektrostatis, menetapkan bahwa muatan neutron kurang dari 6 kali 10 pangkat minus 12 muatan elektron e. Setelah memeriksa hasil pengukuran pada kondisi kolimasi berkas terbaik melalui pemantulan dari cermin mereka menerima: muatan sama dengan jumlah atau selisih minus satu koma sembilan persepuluh dan tiga koma tujuh persepuluh dikalikan 10 sampai minus 18 derajat muatan. elektron, yaitu muatan pada neutron tidak terdeteksi.
Sangat sulit untuk mengamati peluruhan neutron saat melewati materi. Namun, hal ini dapat diamati dalam ruang hampa; untuk ini perlu menggunakan pancaran neutron lambat yang intens.
Waktu paruh neutron ditentukan pada tahun 1950. Menurut Robson, ternyata 9-25 menit. Dalam karya Robson selanjutnya, nilai periode yang disempurnakan diberikan: 12,8 ± 2,5 menit.

Pada tahun 1967, Christensen dan ilmuwan lain melakukan pengukuran baru terhadap waktu paruh neutron, dan menemukan bahwa waktu paruhnya sama dengan: 650 plus atau minus 10 detik. Umur rata-rata τ (tau) berhubungan dengan waktu paruh neutron melalui hubungan: Waktu paruh sama dengan hasil kali masa hidup satu tau neutron dikalikan logaritma natural dua, menghitung logaritma natural dua, kita mendapatkan waktu paruh sama dengan 0,69 kali seumur hidup. Jadi, masa hidup rata-rata τ (tau) adalah 940 plus atau minus 15 detik, atau sekitar 10 pangkat tiga detik.

Sekarang neutron banyak digunakan. DI DALAM reaktor nuklir Ketika inti uranium berat fisi di bawah pengaruh neutron, energi yang sangat besar dilepaskan. Namun proses ini harus dikendalikan, karena jumlah energinya bisa sangat besar sehingga dapat menyebabkan ledakan. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga nuklir menggunakan moderator dalam proses ini.

Timbul pertanyaan: mengapa menggunakan neutron dan uranium radioaktif? Jawabannya sederhana. Penggunaan uranium membantu menghemat sumber bahan bakar bumi, meski juga memerlukan biaya tambahan untuk menjamin keamanannya.
DI DALAM dunia modern Para ilmuwan mencoba menemukan kegunaan baru partikel elementer- elektron, neutron dan proton. Ini adalah penumbuk, reaktor neutron cepat.