Нейтрон Основные характеристики нейтронов

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
НА НГ НД НЕ НЁ НЗ НИ НК НО НР НС НУ НЧ НЫ НЬ НЭ НЮ НЯ
НЕА
НЕБ
НЕВ
НЕГ
НЕД
НЕЕ
НЕЖ
НЕЗ
НЕИ
НЕЙ
НЕК
НЕЛ
НЕМ
НЕН
НЕО
НЕП
НЕР
НЕС
НЕТ
НЕУ
НЕФ
НЕХ
НЕЧ
НЕШ
НЕЯ

Основные характеристики нейтронов

Масса. Наиболее точно определяемой величиной является разность масс Нейтрон и протона: mn — mр= (1,29344 ± 0,00007) Мэв, измеренная по энергетическому балансу различных ядерных реакций. Из сопоставления этой величины с массой протона получается (в энергетических единицах) mn = (939,5527 ± 0,0052) Мэв;

это соответствует mn» 1,6·10-24г, или mn» 1840 mе, где mе — масса электрона.

Спин и статистика. Значение 1/2 для спина Нейтрон подтверждается большой совокупностью фактов. Непосредственно спин был измерен в опытах по расщеплению пучка очень медленных Нейтрон в неоднородном магнитном поле. В общем случае пучок должен расщепиться на 2J  + 1 отдельных пучков, где J — спин Нейтрон В опыте наблюдалось расщепление на 2 пучка, откуда следует, что J = 1/2. Как частица с полуцелым спином, Нейтрон подчиняется Ферми — Дирака статистике (является фермионом); независимо это было установлено на основе экспериментальных данных по строению атомных ядер (см. Ядерные оболочки).

Электрический заряд нейтронаQ = 0. Прямые измерения Q по отклонению пучка Нейтрон в сильном электрическом поле показывают, что, по крайней мере, Q < 10-17e, где е — элементарный электрический заряд, а косвенные измерения (по электрической нейтральности макроскопических объёмов газа) дают оценку Q < 2·10-22е.

Другие квантовые числа нейтрона. По своим свойствам Нейтрон очень близок протону: n и р имеют почти равные массы, один и тот же спин, способны взаимно превращаться друг в друга, например в процессах бета-распада; они одинаковым образом проявляют себя в процессах, вызванных сильным взаимодействие, в частности ядерные силы, действующие между парами р—р, n—p и n—n, одинаковы (если частицы находятся соответственно в одинаковых состояниях). Такое глубокое сходство позволяет рассматривать Нейтрон и протон как одну частицу — нуклон, которая может находиться в двух разных состояниях, отличающихся электрическим зарядом Q. Нуклон в состоянии с Q = + 1 есть протон, с Q = 0 — Нейтрон Соответственно, нуклону приписывается (по аналогии с обычным спином) некоторая внутренняя характеристика — изотонический спин I, равный 1/2, «проекция» которого может принимать (согласно общим правилам квантовой механики) 2I + 1 = 2 значения: + 1/2 и —1/2. Т. о., n и р образуют изотопический дублет (см. Изотопическая инвариантность): нуклон в состоянии с проекцией изотопического спина на ось квантования + 1/2 является протоном, а с проекцией —1/2 — Нейтрон Как компоненты изотопического дублета, Нейтрон и протон, согласно современной систематике элементарных частиц, имеют одинаковые квантовые числа: барионный заряд В =+ 1, лептонный заряд L = 0,странность S = 0 и положительную внутреннюю чётность. Изотопический дублет нуклонов входит в состав более широкой группы «похожих» частиц — так называемый октет барионов с J = 1/2, В = 1 и положительной внутренней чётностью; помимо n и р в эту группу входят L-, S±-, S0-, X--, X0гипероны, отличающиеся от n и р странностью (см. Элементарные частицы).

Магнитный дипольный момент нейтрона, определённый из экспериментов по ядерному магнитному резонансу, равен:   mn = — (1,91315 ± 0,00007) mя,

где mя=5,05×10-24эрг/гс — ядерный магнетон. Частица со спином 1/2, описываемая Дирака уравнением, должна обладать магнитным моментом, равным одному магнетону, если она заряжена, и нулевым, если не заряжена. Наличие магнитного момента у Нейтрон, так же как аномальная величина магнитного момента протона (mр = 2,79mя), указывает на то, что эти частицы имеют сложную внутреннюю структуру, т. е. внутри них существуют электрические токи, создающие дополнительный «аномальный» магнитный момент протона 1,79mя и приблизительно равный ему по величине и противоположный по знаку магнитный момент Нейтрон (—1,9mя) (см. ниже).

Электрический дипольный момент. С теоретической точки зрения, электрический дипольный момент d любой элементарной частицы должен быть равен нулю, если взаимодействия элементарных частиц инвариантны относительно обращения времени (Т-инвариантность). Поиски электрического дипольного момента у элементарных частиц являются одной из проверок этого фундаментального положения теории, и из всех элементарных частиц, Нейтрон — наиболее удобная частица для таких поисков. Опыты по методу магнитного резонанса на пучке холодных Нейтрон показали, что dn < 10-23см·e. Это означает, что сильное, электромагнитное и слабое взаимодействия с большой точностью Т-инвариантны.

Нейтрон (англ. neutron, от лат. neuter — ни тот, ни другой; символ n), нейтральная (не обладающая электрическим зарядом) элементарная частица со спином 1/2 (в единицах постоянной Планка ) и массой, незначительно превышающей массу протона. Из протонов и Н. построены все ядра атомные. Магнитный момент Н. равен примерно двум ядерным магнетонам и отрицателен, т. е. направлен противоположно механическому, спиновому, моменту количества движения. Н. относятся к классу сильно взаимодействующих частиц (адронов) и входят в группу барионов, т. е. обладают особой внутренней характеристикой — барионным зарядом, равным, как и у протона (р), + 1. Н. были открыты в 1932 английским физиком Дж. Чедвиком, который установил, что обнаруженное немецкими физиками В. Боте и Г. Бекером проникающее излучение, возникающее при бомбардировке атомных ядер (в частности, бериллия) a-частицами, состоит из незаряженных частиц с массой, близкой к массе протона.

  Н. устойчивы только в составе стабильных атомных ядер. Свободный Н. — нестабильная частица, распадающаяся на протон, электрон (е-) и электронное антинейтрино :

среднее время жизни Н. t» 16 мин. В веществе свободные Н. существуют ещё меньше (в плотных веществах единицы — сотни мксек) вследствие их сильного поглощения ядрами. Поэтому свободные Н. возникают в природе или получаются в лаборатории только в результате ядерных реакций (см. Нейтронные источники). В свою очередь, свободный Н. способен взаимодействовать с атомными ядрами, вплоть до самых тяжёлых; исчезая, Н. вызывает ту или иную ядерную реакцию, из которых особое значение имеет деление тяжёлых ядер, а также радиационный захват Н., приводящий в ряде случаев к образованию радиоактивных изотопов. Большая эффективность Н. в осуществлении ядерных реакций, своеобразие взаимодействия с веществом совсем медленных Н. (резонансные эффекты, дифракционное рассеяние в кристаллах и т.п.) делают Н. исключительно важным орудием исследования в ядерной физике и физике твёрдого тела. В практических приложениях Н. играют ключевую роль в ядерной энергетике производстве трансурановых элементов и радиоактивных изотопов (искусственная радиоактивность), а также широко используются в химическом анализе (активационный анализ) и в геологической разведке (нейтронный каротаж).

В зависимости от энергии Н. принята их условная классификация: ультрахолодные Н. (до 10-7эв), очень холодные (10-7—10-4 эв), холодные (10-4—5×10-3эв), тепловые (5×10-3—0,5 эв), резонансные (0,5—104 эв), промежуточные (104—105эв), быстрые (105—108 эв), высокоэнергичные (108—1010эв) и релятивистские (³ 1010 эв); все Н. с энергией до 105эв объединяют общим названием медленные нейтроны.

  О методах регистрации Н. см. Нейтронные детекторы.

Основные характеристики нейтронов
Взаимодействия нейтронов
Нейтроны во Вселенной и околоземном пространстве
Так же Вы можете узнать о...


Смидович Петр Гермогенович [7(19).5.1874, Рогачёв, ныне Гомельской области, — 16.
Специальная сталь, сталь, предназначенная для изготовления какого-либо специального вида изделий или деталей (в отличие от стали массового потребления).
Строчное пение, вид древнерусского церковного многоголосия.
Тампонаж (французский tamponnage, от tampon — затычка, пробка), процесс нагнетания специальных растворов в горные породы.
Тимидиловая кислота, дезокситимидинмонофосфат (дТМФ), сложное природное соединение, мононуклеотид, состоящий из пиримидинового основания тимина, углевода дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты (формулу см.
Троглобионты (от греч. trōglē — нора, пещера и бионт), постоянные обитатели пещер, трещин горных пород и других подобных местообитаний.
Ульянов Иван Иванович (24.10.1884 — 13.4.1946), участник революционного движения в России.
Фёдоров Сергей Филиппович [1(13).7.1896, деревня Ульево Московской губернии, – 6.
Фумаролы (итал. fumarola — дымящая трещинка вулкана), небольшие отверстия и трещинки, по которым поднимаются струи горячих газов (H2O, HCI, HF, SO2, CO2, CO, H2S, H2 и др.
Хох Питер де Хох, Хоох (de Hooch, de Hoogh) Питер де (крещен 20.