- Wat is een neutron?
- Ontdekking van het neutron
- Eigenschappen van neutronen
- Neutronen functie
- kernsplijting
We leggen uit wat een neutron is, hoe het is ontdekt, zijn functie en eigenschappen. Ook, wat is kernsplijting en waarvoor wordt het gebruikt.
Het neutron is een subatomair deeltje dat stabiliteit geeft aan het atoom.Wat is een neutron?
Een neutron is een soortsubatomair deeltje (deeltjes waaruit de atomen van dematerie) aanwezig in de kern van sommige atomen en begiftigd met een neutrale elektrische lading. Alle atomen van deuniversum bestaan uit neutronen,protonen (positief geladen) enelektronen (negatieve elektrische lading).
Neutronen worden gevonden in de kern van atomen (behalve waterstof), samen met protonen. Ze worden bij elkaar gehouden door sterke kernkrachten, terwijl elektronen, in het klassieke atomaire model, op verschillende manieren ronddansen.banen. Om deze reden staan protonen en neutronen bekend als:nucleonen.
Ontdekking van het neutron
James Chadwick heeft experimenteel het bestaan van het neutron geverifieerd.Vóór de ontdekking van neutronen was er één onbekend over de massa- en lading van de atomen, vooral toen duidelijk werd dat de elektronen niet in de atoomkern, maar dat de kernmassa niet exact overeenkwam met de totale massa van de protonen.
Zo stelde de Duitse natuurkundige Ernest Rutherford, die protonen ontdekte, in 1920 de noodzaak voor van een neutron, dat wil zeggen een deeltje dat massa aan het atoom zou geven zonder zijn elektrische lading.
Jaren later werden in 1932 neutronen ontdekt door de Engelse natuurkundige James Chadwick, winnaar van de Nobelprijs voor Fysiek. Dankzij verschillende ervaringen en studies van de straling die wordt verkregen door paraffine of andere te raken verbindingen rijk aan waterstof, toonde Chadwick aan dat de fysieke voorspellingen niet overeenkwamen met het waargenomen fenomeen.
Met andere woorden, de verkregen straling was afkomstig van deeltjes vergelijkbaar met het proton, maar die geen elektrische lading hadden. Dat was de eerste ervaring die leidde tot de formele ontdekking van neutronen.
Eigenschappen van neutronen
Neutronen hebben een massa die vergelijkbaar is met die van het proton, maar iets groter (1.00137 keer) en daarom veel groter dan die van het elektron (1838,5 keer). Net als protonen zijn ze opgebouwd uit fundamentele deeltjes genaamdquarks. Neutronen hebben twee quarks "omlaag"(Hieronder) en één"omhoog" (boven). De som van de ladingen op deze quarks is nul.
Wanneer ze in de atoomkern worden aangetroffen, zijn neutronen stabiel, maar buiten, in de vrije toestand, hebben ze een halfwaardetijd van 879,4 seconden, voordat ze uiteenvallen in een proton, elektron en elektron-antineutrino. Dit is wat vaak gebeurt in kerncentrales, waar een hoge concentratie vrije neutronen is.
Neutronen functie
Neutronen vervullen een stabiliserende functie binnen de kern van het atoom. Als ze dat niet waren, zouden de protonen elkaar afstoten. Met hun aanwezigheid compenseren neutronen deze afstotende elektrische kracht door de sterke kernkracht die protonen en neutronen uniek houdt in de kern.
Vrije neutronen kunnen echter ook voor andere soorten functies worden gebruikt, wat handig is voormens. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de penetratie en visualisatie van materialen, door zijn gecontroleerde emissie.
Ze worden ook gebruikt bij kernsplijting, dat wil zeggen, de breuk van de atoomkern door deze te bombarderen met vrije neutronen, waardoor reacties die enorme hoeveelheden vrijkomenEnergie. Dit brengt natuurlijk veel gevaren met zich mee, aangezien ongecontroleerde emissie van neutronen schade kan toebrengen aan de structuur van deeiwit basis vanlevende wezens.
kernsplijting
Kernsplijting is een vorm van atoomafbraak, met name atomen van zware materialen zoals uranium (U) en zijn stabiele isotopen.
Deze procedure bestaat uit het bombarderen van de kern van, bijvoorbeeld en vaker, uranium met snelle neutronen, waardoor de splitsing en het vrijkomen van Energie, en daarmee nieuwe vrije neutronen, in een kettingreactie die in staat is veel bruikbare energie te genereren.
Wanneer deze reactie plaatsvindt in een gecontroleerde omgeving, kan deze worden gebruikt om te genereren elektriciteit turbines te gebruiken en toe te wijzen voor menselijk gebruik, zoals dat gebeurt in kerncentrales. De kernenergie is relatief veilig en redelijk kosteneffectief, maar er zijn wel bepaalde risico's omdat het giftige elementen (radioactief) produceert.
Integendeel, wanneer deze reactie op een ongecontroleerde manier plaatsvindt, zijn we in de aanwezigheid van een atoombom, een van de meest destructieve oorlogsuitvindingen die de mens hebben verwekt, zoals die welke de regering Amerikaan op de steden Hiroshima en Nagasaki in the Tweede Wereldoorlog.