خصائص النيوترونات

خصائص النيوترونات

تعد كل من النيوترونات و البروتونات والإلكترونات المكونات الرئيسية للنواة في ذرة أي مادة من العناصر في الطبيعة وقد ساهم النيوترون بشكل خاص نظرًا لخصائصه المتعددة في تطور واكتشاف التفاعلات النووية والذرية وفي اختراع القنبلة الذرية، ومن أهم خصائص النيوترونات ما يأتي:

حجمها وكتلتها

متوسط نصف قطر النيوترون تقريبًا ٠.٨ × ١٠-١٥م، كما أن كتلة النيوترون تبلغ ٩٣٩.٥٦٥ ميغا فولت / سي ٢.

محايدة كهربائيًا

شحنة النيوترون صفر فهي جسيمات متعادلة لا تملك شحنة كهربائية، والنيوترون الحر محايد كهربائيًا؛ ما يمكنها من المرور عبر المجالات الكهربائية دون عوائق داخل الذرات، ما يمكنها كذلك من التفاعل مع المادة باصطدامات نادرة مع النوى الذرية.

تمتلك عزم مغناطيسي ثنائي القطب

النيوترون جسيم يملك عزم مغناطيسي ثنائي القطب ولا يساوي صفرًا، ما يمكن من معرفة خصائص المواد المغناطيسية وتحريك الشحنات الكهربائية والعمل كمغناطيس.

حرة

النيوترون الحر خارج النواة غير مستقرة ويضمحل عن طريق أشعة بيتا وعمر النيوترون الحر ٨٨٢ ثانية، والنيوترونات تستطيع السفر في الهواء لمسافات طويلة دون الحاجة لتفاعل، كما أنّ النيوترون يتواجد في الطبيعة عن طريق الميونات في الغلاف الجوي، حيث تصطدم الأشعة الكونية عالية الطاقة بالغلاف الجوي للأرض موفرة بذلك مصدرًا طبيعيًا للنيوترونات.

لا تتأين

لا تتأين النيوترونات بشكل مباشر أبدًا والتأين يحصل لنيوترونات أي مادة بطريقة غير مباشرة فقط، لذا النيوترونات تسهم بشكل مباشر وتؤدي إلى الانشطار النووي ، كما تستخدم في تجارب الانشطار النووي لتحديد التركيب الذري أو المغناطيسي للمادة.

قادرة على اختراق المواد

إشعاع النيوترون قادر على اختراق المواد ما يجعل عملية دراسة الخصائص للعينات من المواد ممكن، لذلك فإنّ إشعاع النيوترون يستخدم في دراسة الأنظمة البيولوجية الحساسة، كما النيوترون يستخدم لدراسة السوائل المعقدة وأنظمة التنظيم الذاتي والحالات الإلكترونية الغريبة.

مفهوم النيوترونات

النيوترونات (بالإنجليزية: Neutron)؛ هي جسيم دون ذري وهو أحد مكونات نواة الذرة مع البروتونات والإلكترونات وهو جسيم متعادل لا يمتلك شحنة وكتلته تساوي ١.٦٧٤٩٣ ×١٠^-٢٧ وهي مساوية لكتلة البروتون داخل النواة في الذرة وأكبر من كتلة الإلكترون بمقدار ١٨٣٩ مرة ويعد أحد أهم مكونات المادة ويمتلك عزم مغناطيسي ثنائي القطب وهذا يمكنه من أن يتصرف كمغناطيس دقيق لتحريك الشحنات الكهربائية.

اكتشاف النيوترونات

اكتشف جيمس تشادويك الفيزيائي الإنجليزي النيوترونات عام ١٩٣٢، بعد هذا الاكتشاف قام العلماء والباحثون بعمل التجارب والدراسات على هذا الجُسيم المُكتشف، وقد لاحظوا أثناء التجارب أنه عند قذف بعض العناصر بجسيم النيوترون تنشطر وتنقسم النواة إلى قسمين متساوين في الكتلة وهو نوع من أنواع التفاعل النووي.

لاحظ العلماء أيضًا أن بعض العناصر خلال الانشطار تعطي نيوترونات إضافية، وفي عام ١٩٤٢م اكتشف مجموعة من الباحثين الأميركيين أنه يتم إنتاج كمية كافية من النيوترونات الحرة ليبقى تفاعلًا متسلسلًا، وهذا الاكتشاف هو ما أدى إلى اكتشاف وبناء القنبلة الذرية.