현대 실험 및 응용 물리학에서 중성자는 중요한 역할을 합니다. 그들의 도움으로 에너지를 방출하는 것이 가능했습니다 원자핵핵분열 과정에서 강력한 에너지 원을 생성합니다. 중성자는 전하를 띠지 않는 입자이기 때문에 쿨롱 장벽은 중성자가 핵으로 침투하는 것을 막지 못합니다. 이는 중성자를 사용하여 핵 구조와 반응을 연구할 수 있는 특별한 기회를 제공합니다.

중성자 발견의 역사는 개발 경로의 매우 특징적입니다. 핵물리학조금도. 1920년에 러더퍼드는 일반적인 고려 사항을 바탕으로 양성자의 질량과 거의 같은 질량을 가진 입자의 존재를 예측하고 그 특성 중 일부를 설명하기도 했습니다.

1930년에 보테(Bothe)와 베커(Becker)는 접시에 입자를 조사하면서 카운터에 작용하는 일종의 방사선을 관찰했습니다. 이 "무언가"는 입자가 될 수 없습니다. 입자의 범위가 사용된 판의 두께보다 작기 때문입니다. 이 방사선은 납에 의해 약하게 흡수되므로 Y선으로 간주하는 것이 당연합니다.

1932년 졸리오와 퀴리는 미지의 방사선의 경로에 파라핀을 놓고 파라핀에서 빠져나오는 양성자를 관찰하는 실험을 반복했습니다. 양성자의 에너지는 동일한 것으로 밝혀졌으며 핵 광전 효과가 발생한다고 제안되었습니다. 에서 일반법운동학, 그러한 에너지의 양성자는 일차 에너지의 에너지를 초과하는 경우에만 핵 광전 효과로 인해 핵에서 녹아웃 될 수 있음을 보여줄 수 있습니다. 그러나 이번에는 핵이 에너지 수준으로 특징 지어진다는 것이 이미 분명했습니다 단지 몇 단위의 순서에 불과하므로 방출되는 핵은 다음과 같은 에너지로 여기 수준을 가질 수 없습니다. 따라서 그러한 단단한 에너지의 근원에 대한 문제는 해결되지 않았습니다.

Rutherford의 아이디어에 따라 Chadwick은 Bothe와 Becker, Joliot와 Curie의 실험 결과를 분석하고 새로운 침투 방사선이 광자가 아니라 무거운 중성 입자로 구성되어 있다고 제안했습니다. 채드윅은 새로운 방사선과 질소의 상호작용으로 인한 질소 반동 핵과 파라핀에서 형성된 반동 양성자를 관찰함으로써 중성자의 질량을 처음으로 알아냈는데, 이는 중성자의 질량과 거의 같은 것으로 밝혀졌습니다. 양성자의.

중성자 질량의 값이 처음으로 얻어지는 에너지 및 운동량 보존 법칙을 고려해 보겠습니다. 중성자가 파라핀에서 양성자를 반동시키고 중성자와 양성자의 충돌을 탄성 산란으로 간주한다고 가정하면 양성자가 획득한 속도가 최대일 때 정면 충돌에 대해 쓸 수 있습니다.

중성자의 질량은 어디에 있습니까? 충돌 전 중성자 속도; 충돌 후 중성자 속도; 양성자의 질량과 속도.

여기 두 방정식에는 세 가지 알려지지 않은 양이 포함되어 있습니다. (양성자의 속도는 경로에 따라 결정됩니다.) 따라서 추가적인 경험이 필요합니다. 세 번째 방정식을 얻기 위해 동일한 중성자로 질소에 대한 실험을 반복한다(질소핵의 질량과 중성자와 충돌한 질소핵의 최대 반동 에너지가 결정된다.) 따라서 핵 복귀 속도에 대한 방정식을 함께 풀면 양성자와 질소 핵의 속도를 결정할 수 있습니다.

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§ 103 중성자의 발견

원자핵 물리학의 발전에서 가장 중요한 단계는 1932년 중성자의 발견이었습니다.

원자핵의 인공 변형. 1919년 러더퍼드(Rutherford)는 인류 역사상 처음으로 핵의 인공 변형을 수행했습니다. 이것은 더 이상 우연한 발견이 아니었습니다.

코어가 매우 안정적이기 때문에 고온, 압박감 없음, 없음 전자기장원소의 변형을 일으키지 않고 방사성 붕괴 속도에 영향을 미치지 않기 때문에 Rutherford는 핵을 파괴하거나 변형시키는 데 매우 높은 에너지가 필요하다고 제안했습니다. 당시 가장 적합한 고에너지 운반체는 방사성 붕괴 중에 핵에서 방출되는 알파 입자였습니다.

인공 변형을 거친 최초의 핵은 질소 원자의 핵이었습니다. 러더퍼드는 라듐에서 방출되는 고에너지 입자를 질소에 충돌시킴으로써 수소 원자의 핵인 양성자의 출현을 발견했습니다.

첫 번째 실험에서는 섬광법을 사용하여 양성자의 등록을 수행했지만 1 그 결과는 충분히 설득력 있고 신뢰할 수 없었습니다. 그러나 몇 년 후 안개상자에서 질소의 변형이 관찰되었습니다. 챔버 내 방사성 약물에서 방출된 입자 50,000개당 약 1개의 입자가 질소 핵에 포획되어 양성자를 방출합니다. 이 경우 질소 핵은 산소 동위원소의 핵으로 변합니다.

그림 13.9는 이 과정의 사진 한 장을 보여줍니다. 왼쪽에는 트랙의 분기인 특징적인 "포크"가 있습니다. 두꺼운 흔적은 산소 핵에 속하고 얇은 흔적은 양성자에 속합니다. 나머지 입자는 핵과 충돌하지 않으며 그 궤도는 직선입니다. 다른 연구자들은 양성자 방출과 함께 불소, 나트륨, 알루미늄 등의 핵 입자의 영향으로 변형을 발견했습니다. 무거운 원소의 핵이 끝부분에서 발견됨 주기율표, 변형을 경험하지 않았습니다. 분명히 큰 전하(양전하)로 인해 입자는 핵에 가까이 다가갈 수 없습니다.

1 섬광은 입자가 황화 아연 층과 같은 특수 물질 층으로 코팅된 표면에 부딪힐 때 발생하는 섬광입니다.

졸리오 퀴리 프레데릭(1900-1958)- 프랑스의 과학자이자 진보적인 사람 공인. 그는 1934년 아내 아이린과 함께 인공 방사능을 발견했습니다. 입자의 영향을 받는 베릴륨 방사선 연구에 대한 퀴리 부부의 연구는 중성자 발견에 매우 중요했습니다. 1939년에 그는 동료들과 함께 우라늄 원자핵이 분열하는 동안 방출되는 평균 중성자 수를 처음으로 결정하고 사슬의 근본적인 가능성을 보여주었습니다. 핵반응에너지 방출과 함께.

중성자의 발견. 1932년에 모든 핵 물리학에서 가장 중요한 사건이 일어났습니다. 러더퍼드의 학생인 영국 물리학자 D. 채드윅이 중성자를 발견했습니다.

베릴륨 입자를 충돌시켰을 때 양성자는 나타나지 않았습니다. 그러나 10-20cm 두께의 납판과 같은 장애물을 극복할 수 있는 강력한 침투 방사선이 발견되었습니다. 이는 고에너지 광선으로 추정되었습니다.

Irène Joliot-Curie(Marie와 Pierre Curie의 딸)와 그녀의 남편 Frederic Joliot-Curie는 베릴륨 입자의 충격으로 생성된 방사선의 경로에 파라핀 판을 놓으면 이 방사선의 이온화 능력이 급격히 증가한다는 사실을 발견했습니다. 그들은 방사선이 그러한 수소 함유 물질에 대량으로 존재하는 파라핀 판에서 양성자를 녹아웃시킨다고 정확하게 가정했습니다. 안개상자(실험 다이어그램은 그림 13.10에 표시됨)를 사용하여 Joliot-Curie 배우자는 이러한 양성자를 발견하고 경로 길이를 기반으로 에너지를 추정했습니다. 그들의 데이터에 따르면, -양자와의 충돌로 인해 양성자가 가속된다면, 이 양자의 에너지는 약 55MeV로 엄청났을 것입니다.

채드윅은 구름 상자에서 베릴륨 방사선과 충돌하는 질소 핵의 흔적을 관찰했습니다. 그의 추정에 따르면, 이번 관측에서 검출된 질소 핵에 속도 κ를 전달할 수 있는 양자 에너지는 90 MeV였어야 했습니다. 구름상자에서 아르곤 핵의 흔적을 비슷한 방식으로 관찰한 결과 이러한 가상 양자의 에너지는 150MeV가 되어야 한다는 결론에 이르렀습니다. 따라서 질량이 없는 입자와의 충돌로 인해 핵이 움직인다는 점을 고려할 때 연구자들은 동일한 양자가 다른 에너지를 갖는다는 명백한 모순에 도달했습니다.

베릴륨 양자, 즉 질량이 없는 입자의 방출에 대한 가정은 뒷받침될 수 없다는 것이 명백해졌습니다. 상당히 무거운 일부 입자는 -입자의 영향으로 베릴륨에서 날아갑니다. 결국, 무거운 입자와의 충돌에서만 양성자나 질소 및 아르곤의 핵이 실험적으로 관찰된 높은 에너지를 받을 수 있었습니다. 이 입자들은 침투력이 크고 가스를 직접 이온화하지 않았기 때문에 전기적으로 중성이었습니다. 결국, 하전 입자는 물질과 강하게 상호작용하므로 빠르게 에너지를 잃습니다.

새로운 입자를 중성자라고 불렀습니다.그 존재는 채드윅의 실험이 있기 10년 전에 러더퍼드에 의해 예측되었습니다. 중성자와 충돌하는 핵의 에너지와 운동량을 기초로 이 새로운 입자의 질량이 결정되었습니다. 그것은 양성자의 질량보다 약간 더 큰 것으로 밝혀졌습니다. 양성자의 경우 1836.1 대신 1838.6 전자 질량입니다. 결국 β-입자가 베릴륨 핵에 들어갈 때 다음과 같은 반응이 일어난다는 것이 확립되었습니다.

다음은 중성자의 기호입니다. 그 요금은 0이고, 상대 질량- 한 개 정도요.”

중성자는 불안정한 입자입니다. 자유 중성자는 약 15분 안에 양성자, 전자, 중성미자(질량이 없는 중성 입자)로 붕괴됩니다.

기본 입자(중성자)에는 전하가 없습니다. 중성자의 질량은 양성자의 질량보다 약 2.5 전자 질량이 더 큽니다.

양성자와의 중심 충돌에서 중성자는 모든 에너지를 양성자에게 전달하지만, 질소 핵과의 충돌에서는 그 중 일부만 전달하는 이유를 설명하십시오.

Myakishev G.Ya., 물리학. 11학년: 교육적. 일반 교육용 기관: 기본 및 프로필. 레벨 / G. Ya. Myakishev, B. V. Bukhovtsev, V. M. Charugin; 편집자 V. I. Nikolaeva, N. A. Parfentieva. - 17판, 개정. 그리고 추가 -M .: 교육, 2008. - 399 p .: 아픈.

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1920년에 러더퍼드는 전자와 양성자가 합쳐져 ​​형성된 중성 소립자의 존재에 대해 추측했습니다. 30년대에 이 입자를 탐지하는 실험을 수행하기 위해 J. Chadwick은 Cavendish Laboratory에 초대되었습니다. 실험은 수년에 걸쳐 진행되었습니다. 수소를 통한 전기 방전을 사용하여 자유 양성자가 생성되어 핵에 충격을 가했습니다. 다양한 요소. 계산에 따르면 원하는 입자를 핵 밖으로 떨어뜨려 파괴할 수 있으며, 양성자와 전자 붕괴의 궤도에서 녹아웃되는 행위를 간접적으로 기록할 수 있다는 것이었습니다.

1930년 보테(Bothe)와 베커(Becker)는 방사선을 조사했습니다. 에이- 베릴륨 입자는 엄청난 투과력을 지닌 방사선을 발견했습니다. 알 수 없는 광선이 납, 콘크리트, 모래 등을 통과했습니다. 처음에는 힘들었을 거라 생각했는데 엑스레이 방사선. 그러나 이 가정은 비판을 견디지 못했습니다. 핵과 충돌하는 드문 현상을 관찰했을 때, 후자는 너무 큰 반사를 받았기 때문에 이를 설명하려면 X선 광자의 비정상적으로 높은 에너지를 가정해야 했습니다.

Chadwick은 Bothe와 Becker의 실험에서 그가 탐지하려고 했던 중성 입자가 베릴륨에서 날아갔다고 결정했습니다. 그는 중성 입자의 누출을 감지하기 위해 실험을 반복했지만 소용이 없었습니다. 트랙을 찾을 수 없습니다. 그는 실험을 제쳐두었습니다.

그의 실험을 재개하게 된 결정적인 원동력은 파라핀에서 양성자를 제거하는 베릴륨 방사선의 능력에 관해 Irène과 Frédéric Joliot-Curie가 출판한 논문(1932년 1월)이었습니다. Joliot-Curie의 결과를 고려하여 그는 Bothe와 Becker의 실험을 수정했습니다. 그의 새로운 시설의 다이어그램은 그림 30에 나와 있습니다. 베릴륨 방사선은 산란에 의해 생성되었습니다. 에이- 베릴륨판의 입자. 파라핀 블록이 방사선 경로에 배치되었습니다. 방사선이 파라핀에서 양성자를 떨어뜨린다는 것이 발견되었습니다.

이제 우리는 베릴륨의 방사선이 중성자의 흐름이라는 것을 알고 있습니다. 그들의 질량은 양성자의 질량과 거의 동일하므로 중성자는 대부분의 에너지를 앞으로 날아가는 양성자로 전달합니다. 파라핀에서 떨어져서 앞으로 날아가는 양성자는 약 5.3MeV. 채드윅은 콤프턴 효과에 의한 양성자의 탈락을 설명할 가능성을 즉각 거부했습니다. 왜냐하면 이 경우 양성자에 흩어진 광자가 약 50MeV(당시에는 이러한 고에너지 광자의 출처가 알려지지 않았습니다.) 따라서 그는 관찰된 상호 작용이 다음 계획에 따라 발생한다고 결론지었습니다.
졸리오-퀴리 반응(2)

이 실험에서는 처음으로 유리 중성자가 관찰되었을 뿐만 아니라 헬륨과 베릴륨의 융합에 의해 탄소가 생성되는 최초의 핵 변환이기도 했습니다.

작업 1.채드윅의 실험에서 파라핀에서 떨어져 나온 양성자는 다음과 같은 에너지를 가지고 있었습니다. 5.3MeV. 광자가 산란되는 동안 양성자가 그러한 에너지를 얻으려면 광자가 에너지를 가져야 함을 보여주십시오. 50MeV.

물질이 분자로 구성되어 있고 물질이 원자로 구성되어 있다는 사실이 밝혀진 후 물리학자들은 새로운 질문에 직면하게 되었습니다. 원자의 구조, 즉 원자가 무엇으로 구성되어 있는지를 확립하는 것이 필요했습니다. 그의 학생들도 이 어려운 문제에 대한 해결책을 제시했습니다. 그들은 지난 세기 초에 양성자와 중성자를 발견했습니다.

E. 러더퍼드는 이미 원자가 핵과 그 주위를 엄청난 속도로 회전하는 전자로 구성되어 있다는 가정을 갖고 있었습니다. 그러나 원자핵이 무엇으로 구성되어 있는지는 완전히 명확하지 않았습니다. E. Rutherford는 어떤 원자핵의 구성에서도 다음과 같은 가설을 제안했습니다. 화학 원소핵심이 있어야 해

이는 나중에 양성자의 발견으로 이어진 일련의 실험을 통해 입증되었습니다. E. Rutherford의 실험 실험의 본질은 질소 원자가 알파 방사선으로 충격을 받아 일부 입자가 질소 원자핵에서 빠져 나왔다는 것입니다.

이 과정은 감광성 필름에 기록되었습니다. 그러나 빛이 너무 약하고 필름의 감도도 낮아서 ​​E. Rutherford는 실험을 시작하기 전에 학생들에게 눈이 거의 눈에 띄지 않도록 어두운 방에서 몇 시간 연속으로 보내도록 제안했습니다. 빛 신호.

이 실험에서는 특징적인 빛의 흔적을 통해 녹아웃된 입자가 수소와 산소 원자의 핵이라는 것이 확인되었습니다. 그를 양성자 발견으로 이끈 E. 러더퍼드의 가설은 훌륭하게 확인되었습니다.

E. Rutherford는 이 입자를 양성자라고 부를 것을 제안했습니다. 그리스어"프로토스"는 첫 번째를 의미합니다). 이 경우 우리는 수소의 원자핵이 양성자 하나만 존재하는 구조를 가지고 있다는 방식으로 이것을 이해해야합니다. 이것이 양성자가 발견된 방법입니다.

양전하를 띠고 있습니다. 이 경우 전자의 전하와 양적으로 동일하며 부호 만 반대입니다. 즉, 양성자와 전자가 서로 균형을 이루는 것처럼 보입니다. 따라서 모든 물체는 원자로 구성되어 있기 때문에 처음에는 충전되지 않았으나 전기장이 작용하기 시작하면 전하를 받게 됩니다. 다양한 화학 원소의 원자핵 구조에는 다음이 포함될 수 있습니다. 더수소 원자핵보다 양성자가 더 많다.

양성자가 발견된 후 과학자들은 화학 원소 원자의 핵이 양성자로만 구성되어 있는 것이 아니라는 것을 이해하기 시작했습니다. 베릴륨 원자 핵으로 물리적 실험을 수행하면서 4개의 단위가 있음을 발견했기 때문입니다. 핵, 일반적인 핵심 질량 - 9개 단위. 또 다른 5단위의 질량이 전하를 갖지 않는 일부 알려지지 않은 입자에 속한다고 가정하는 것은 논리적이었습니다. 그렇지 않으면 전자-양성자 균형이 깨질 것이기 때문입니다.

E. 러더퍼드(E. Rutherford)의 학생이었던 그는 실험을 수행했으며 알파 방사선에 노출되었을 때 베릴륨 원자핵에서 날아가는 기본 입자를 탐지할 수 있었습니다. 전기 요금이 전혀 없다는 것이 밝혀졌습니다. 이 입자들이 반응하지 않았기 때문에 전하가 없다는 것이 발견되었습니다. 그런 다음 원자핵 구조의 누락된 요소가 발견되었다는 것이 분명해졌습니다.

D. Chadwick이 발견한 이 입자를 중성자라고 불렀습니다. 양성자와 같은 질량을 가지고 있지만 이미 언급했듯이 전하가 없다는 것이 밝혀졌습니다.

또한, 양성자와 중성자의 수가 주기율표의 화학원소의 일련번호와 동일하다는 것이 실험적으로 확인되었습니다.

우주에서는 별 진화의 마지막 단계인 중성자별과 같은 물체를 관찰할 수 있습니다. 그러한 중성자별은 밀도가 매우 높습니다.

동영상 강의 설명

원자는 핵과 전자 껍질로 구성됩니다. 핵에는 양성자와 중성자라는 두 가지 유형의 핵자가 포함되어 있습니다. 1919년, 러더퍼드는 원자핵 물리학을 연구하던 중 인류 역사상 최초로 핵의 인공 변형을 수행해 새로운 발견의 원동력이 되었습니다. 그는 핵이 매우 안정적이고 고온, 압력, 전자기장의 영향을 받지 않기 때문에 핵을 파괴하거나 변형하려면 매우 높은 에너지가 필요하다고 제안했습니다. 러더퍼드는 또한 온도, 압력 및 전자기장이 핵의 방사성 붕괴 속도에 영향을 미치지 않는다는 것을 실험적으로 확인할 수 있었는데, 당시 핵의 운반자는 방사성 붕괴 중에 핵에서 방출되는 알파 입자로 간주되었습니다. 러더퍼드의 경험은 다음과 같습니다. 질소 원자는 라듐에서 방출되는 고에너지 α 입자에 의해 충격을 받았습니다. 그 결과, 수소 원자의 핵인 양성자의 출현이 발견되었습니다. 양성자 등록은 섬광법을 사용하여 수행되었습니다. 얻은 결과를 확인해야했습니다. 이는 몇 년 후 구름상자에서 질소의 변형을 관찰함으로써 달성되었습니다. 그런 다음 과학자들은 질소 핵의 변형에 대해 결론을 내렸습니다.
EN 14 -7을 산소 동위원소 17 - 8의 핵으로 삽입하고 동시에 양성자가 방출됩니다(수소 원자 АШ 1 1). 이 변환을 수행하기 위해 방사성 물질에 의해 방출되는 α 입자 50,000개당 α 입자 1개가 방출됩니다. 구름 상자의 약물은 질소 핵에 의해 포획됩니다. 이 과정의 사진은 트랙의 분기를 보여줍니다. 두꺼운 흔적은 산소 핵에 속하고 얇은 흔적은 양성자에 속합니다. 나머지 α 입자의 궤도는 직선이므로 질소 핵과 충돌하지 않습니다. 알파 입자의 영향으로 한 원소의 핵이 다른 원소의 핵으로 변환되는 유사한 실험이 불소, 나트륨, 알루미늄 및 기타 원소의 핵을 사용하여 성공적으로 수행되었습니다. 모든 경우에 양성자도 방출되었습니다. 주기율표의 마지막에 있는 중원소의 핵에서만 문제가 발생했습니다. 그들은 변형을 경험하지 못했습니다. 왜냐하면 알파 입자가 핵에 가까이 갈 수 없었기 때문입니다. 그것은 큰 전기 양전하를 가지고 있습니다.
1932년 러더퍼드의 학생인 영국 물리학자 제임스 채드윅이 중성자를 발견했습니다. 그는 알파 입자로 베릴륨을 폭격했습니다. 이 경우 양성자는 나타나지 않았지만 10~20cm 두께의 납판을 극복할 수 있는 투과성이 높은 방사선이 발견되어 채드윅은 이것이 고에너지 γ선이라고 제안했습니다. 프랑스의 과학자 부부인 Frederic과 Irene Joliot-Curie도 같은 방향으로 연구했습니다. 그들은 1934년에 인공 방사능을 발견했습니다. α 입자의 영향으로 베릴륨 방사선을 연구하는 실험 결과는 다음과 같습니다. 훌륭한 가치중성자 발견을 위해 원자핵에 대한 연구는 거기서 끝나지 않고 더 큰 힘으로 불타올랐습니다. 1939년에 졸리오 퀴리(Joliot-Curie)와 그의 동료들은 에너지 방출에 따른 핵 연쇄 반응의 가능성을 증명하고 우라늄 원자핵이 분열하는 동안 방출되는 평균 중성자 수를 결정했습니다. 실험을 계속하면서 졸리오-퀴리 부부는 베릴륨에 알파 입자가 충돌할 때 생성되는 방사선의 경로에 파라핀 판을 놓으면 방사선이 파라핀에서 양성자를 제거하기 때문에 이 방사선의 이온화 능력이 빠르게 증가한다는 사실을 발견했습니다. 이 수소 함유 물질이 풍부한 판. 양성자는 안개 상자를 사용하여 감지되었으며 경로 길이를 통해 에너지를 추정했습니다. 그들의 의견으로는 약 55 MeV(메가전자볼트)라는 엄청난 에너지를 가진 양자와의 충돌로 인해 양성자가 가속되었다고 합니다.
1 메가전자볼트(MeV)는 1백만 전자볼트입니다. 1 eV의 온도인 약 11 6040C와 비교하면, 채드윅은 운실에서 베릴륨 방사선과 충돌한 질소 핵의 흔적을 관찰하면서 질소 핵에 속도를 전달할 수 있는 β-양자 에너지가 있어야 한다고 주장했습니다. 90 MeV이고, 아르곤 핵의 경우 이러한 가상 양자의 에너지는 150 MeV여야 합니다. 이 실험의 결과는 질량이 없는 입자와의 충돌로 인해 핵이 움직이기 시작하고 동일한 양자가 다른 에너지를 갖게 된다는 것을 나타냅니다. 이것은 질량이 없는 입자(베릴륨에 의한 양자)의 방출에 대한 가정이 부정확하다는 것이 밝혀졌기 때문에 과학자들을 잘못된 길로 이끌었습니다. 즉, 입자의 영향을 받는 베릴륨으로부터 다른 다소 무거운 입자가 날아가는데, 이는 양성자와 충돌할 때 또는 질소와 아르곤의 핵은 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다. 또한, 침투력이 뛰어난 이러한 입자는 가스를 이온화하지 않고 전기적으로 중성이었습니다. 왜냐하면 하전된 입자는 물질과의 상호작용으로 인해 빠르게 에너지를 잃기 때문입니다.
이 입자를 중성자라고 불렀습니다. 중성자의 질량은 중성자와 충돌하는 핵의 에너지와 운동량에 의해 결정됩니다. 그것은 양성자의 질량보다 약간 더 큰 것으로 밝혀졌습니다. 양성자의 경우 1836.1 전자 질량 대신 1838.6 전자 질량입니다. 중성자의 질량은 양성자의 질량보다 1.94MeV, 즉 2.5질량 이상, 더 간단히 말하면 전자의 1840배 이상입니다. 따라서 그들은 원자의 거의 전체 질량이 핵에 집중되어 있다고 말합니다.-입자가 베릴륨 핵에 들어가면 베릴륨을 탄소로 변환하고 중성자를 방출하는 반응이 일어납니다.중성자는 전하가 없는 불안정한 기본 입자입니다. EN 하나의 0 - 중성자의 상징; 전하는 0이고 상대 질량은 1입니다. 자유 중성자는 약 15분 안에 양성자, 전자, 그리고 질량이 없는 중성 입자인 중성미자로 붕괴됩니다. 중성자의 질량은 양성자의 질량보다 전자 질량의 약 2.5배 또는 1840배 더 큽니다. 중성자 연구. 1955년 Shapiro와 Estulin은 정전기장에서 열 중성자 빔의 편향에 의해 중성자 전하를 직접 측정하여 중성자 전하가 전자 전하 e의 10의 -12승보다 6배 미만이라는 것을 확인했습니다. 수신한 거울의 반사에 의한 빔 시준의 최상의 조건에서 측정 결과를 확인한 결과 전하는 전하의 10~18도를 곱한 마이너스 1.9/10과 3.7/10의 합 또는 차이와 같습니다. 전자, 즉 중성자의 전하는 감지되지 않았습니다.
물질을 통과하는 중성자의 붕괴를 관찰하는 것은 매우 어렵습니다. 그러나 진공 상태에서 관찰할 수 있으므로 이를 위해서는 느린 중성자의 강렬한 빔을 사용해야 합니다.
중성자의 반감기는 1950년에 결정되었습니다. Robson에 따르면 9~25분 정도 소요된 것으로 나타났습니다. Robson의 후속 작업에서는 12.8 ± 2.5분이라는 정교한 기간 값이 제공되었습니다.

1967년에 크리스텐슨과 다른 과학자들은 중성자의 반감기에 대한 새로운 측정을 수행했으며 반감기가 650 ± 10초와 같다는 사실을 발견했습니다. 평균 수명 τ(tau)는 다음 관계식으로 반감기와 관련됩니다. 반감기는 타우 중성자 수명의 곱과 같습니다. 자연로그둘째, 2의 자연 로그를 계산하면 수명의 0.69배에 해당하는 반감기를 얻습니다. 따라서 τ(타우)의 평균 수명은 940 ± 15초, 즉 약 10의 1초의 3제곱입니다.

이제 중성자는 매우 널리 사용됩니다. 안에 원자로중성자의 영향으로 무거운 우라늄 핵이 분열하면 매우 큰 에너지가 방출됩니다. 그러나 에너지의 양이 너무 커서 폭발로 이어질 수 있으므로 이 과정을 제어해야 합니다. 따라서 원자력 발전소에서는 이 프로세스의 중재자를 사용합니다.

질문이 생깁니다: 왜 중성자와 방사성 우라늄을 사용합니까? 대답은 간단합니다. 우라늄을 사용하면 지구의 연료 자원을 절약하는 데 도움이 되지만 안전을 보장하려면 추가 비용도 필요합니다.
안에 현대 세계과학자들은 새로운 용도를 찾으려고 노력하고 있습니다 기본 입자- 전자, 중성자 및 양성자. 이것은 충돌기, 고속 중성자 원자로입니다.