شحنة النيوترون
تعتبر شحنة النيوترون متعادلة، أو يمكن القول أنّه لا يوجد لديه أيّ شحنةٍ على الإطلاق، و تتواجد النيوترونات في نواة الذرة ، والتي تعتبر منطقةً ذات كثافة عالية موجودة في وسط الذرة، وهي مليئة بالبروتونات المتعادلة الشحنة، والنيوترونات ذات الشحنة الموجبة، والتي تتوافق مع شحنة الإلكترون السالبة، ممّا يجعل شحنة الذرة الكليّة متعادلة.
ترتبط النيوترونات مع البروتونات في نواة الذرة بفعل قوة قوية تُسمّى القوة النووية، وعلى الرغم من أنّ النيوترون لا يؤثر على شحنة الذرة الكليّة، إلّا أنّه يمتلك العديد من الخصائص الأخرى التي تؤثر على الذرة، بما في ذلك مستوى النشاط الإشعاعي للذرة.
اكشتاف النيوترون
تمّ اكتشاف النيوترون على يد العالم جيمس تشادويك عام 1932، فلقد كان الفيزيائيون يعتقدون أنّ نواة الذرة كانت تتكون من جسيمين أساسييّن فقط، وهما البروتون والإلكترون، وفتح هذا الاكتشاف المجال للفيزياء النووية في السنوات اللاحقة لهذا الاكتشاف، وقد كان هذا الاكتشاف نتيجةً للعديد من الملاحظات التجريبيّة، والنظريات، والتي يمكن إجمالها بما يأتي:
- وجد فالتر بوته وبيكر، في عام 1930، إشعاع محايد كهربائياً عندما قاموا بإطلاق جسيمات ألفا على البريليوم، فقد اعتقدوا أنّها كانت فوتونات ذات طاقة عالية (أشعة غاما).
- عرض كل من فردريك جوليو كوري وأيرين في عام 1932، فكرة أنّ هذا الشعاع يمكن أن يطلق البروتونات عندما يصطدم بالبارافين، أو المركبات المحتوية على الهيدروجين.
- نتيجةٍ لذلك ظهر السؤال عن كيف لكتلةٍ أقل من الفوتون أن تطلق البروتونات، والتي تكون أثقل بحوالي 1839 من الإلكترون، لذلك استنتجوا أنّ الأشعة المقذوفة الناتجة عن إطلاق جسيمات ألفا على البريليوم لا يمكن أن تكون فوتونات.
- أجرى جيسم تشادويك في عام 1932، نفس التجربة التي قام بها إيرين وفريدريك جوليوت كوري، لكن بدلاً من استخدام البارافين وحده، قام باستخدام العديد من الأهداف المختلفة الأخرى لإطلاق الجسميات عليها.
- ثمّ قام بتحليل الطاقة الناتجة عن هذه الأهداف بعد إطلاق الجسيمات عليها، فاكتشف وجود جسيم جديد، والذي كانت شحنته أقل، وله كتلة مماثلة للبروتون، والذي يُسمّى بالنيوترون.
خصائص النيوترونات
تمتلك النيوترونات الموجودة في النواة خصائص عديدة، ومنها ما يأتي:
تبلغ كتلة النيوترون 1.67 * 10 ^-36 كغ.
يبلغ متوسط نصف القطر المربع من النيوترون 0.8×10^-15 م.
ميزة النيوترونات أنّها لا تحمل شحنة كهربائية موجبة أو سالبة وإنما متعادلة بدون شحنة.
تتميز النيوترونات بأنّ لديها قيمة عزم مغناطيسي.
يبلغ متوسط عمر النيوترون 882 ث.
- أماكن تواجد النيوترونات الحرة
توجد النيوترونات الحرة في كل مكان على الأرض، حيث تنتج عن اصطدام الأشعة الكونية عالية الطاقة بجزيئات الغلاف الجوي للأرض.
تسبّب النيوترونات تأين المواد ولكن بطريقة غير مباشرة.
تعرّف النيوترونات على أنّها جسميات غير مشحونة توجد داخل النواة وتبلغ كتلتها 1.67 × 10 ^-27 كغ وهي أكبر بـ 1839 مرة من كتلة البروتون المشحون بشحنة موجبة والموجود معها داخل النواة، ويُذكر أن اكتشاف النيوترونات كان على يد العالم جيمس تشادويك عام 1932 م.
