Нейтрон

НЕЙТРО́Н (від лат. neutrum – ні той, ні інший) – елементарна частинка з нульовим електричним зарядом. Експериментально виміряне значення електр. заряду Н. (n) становить: (−0,2 ± 0,8)·10⁻²¹ елементар. електр. заряду, заряду електрона. Маса Н. (CODATA 2014) трохи більша за масу протона 1,00866 а. о. м, 1,675·10^–27 кг (939,565 МеВ). Н. і протон під заг. назвою нуклон входять до складу атом. ядер. Н. має спін 1/2 (є ферміоном). Належить до сімейства адронів, має баріонне число В = 1 (баріон). За сучас. уявленнями Н. складається з трьох найлегших валент. кварків (двох d-кварків і одного u-кварка). Н. має магніт. момент: –1,913 042 73(45) ядер. магнетона. Магніт. момент Н. визначає його поведінку у зовн. електромагніт. полі: розщеплення пучка Н. у неоднорід. магніт. полі, прецесію спіна. У вільному стані нестабільний; час життя: t = 880,0 ± 0,9 сек. (період напіврозпаду T_1/2 = 610,0 ± 0,6 сек.), перетворюється в протон, електрон та антинейтрино згідно із реакцією: n → p + e + v_e (бета-розпад Н.). У зв’язаному стані в складі ядра – стабільний. Відсутність у Н. електр. заряду призводить до можливості їх безпосеред. взаємодії з атом. ядрами, що викликає ядерні реакції або розсіювання на ядрах. У речовині вільні Н. в результаті їхнього сильного поглинання ядрами існують протягом від одиниць до сотні мкс. Нейтронне випромінення за методами одержання і реєстрації, а також за напрямами його використання розділяють на енергет. діапазони. Н. з енергією Е > 100 кеВ називають швидким. Він зазнає непруж. розсіювання на ядрі та викликає ендотерм. ядерні реакції (із вбиранням тепла), напр., (n), (n, 2n), (n, pn). Дослідж. Н. дозволяє вивчати механізм взаємодії між нуклонами в ядрі. Н. з енергією Е < 100 кеВ називають повільним, він в основному пружно розсіюється на ядрі або викликає екзотерм. ядерні реакції (з виділенням тепла), зокрема реакції радіац. захоплення, реакції типу (n, p), (n, α) і поділ атом. ядер. Деякі з Н. використовують для реєстрації Н. та для захисту від нейтрон. випромінення. Енергія теплових Н. близька до енергії теплових коливань атомів у твердому тілі. При їхньому проходженні через речовину вони можуть набувати або віддавати частину своєї енергії тепловим коливанням атомів або молекул, що дозволяє дослідити фонон. спектр речовини. При розсіюванні теплових Н. на монокристалах виникає дифракція Н. Існують також Н. ще з меншими енергіями – холодні та ультрахолодні Н. Зокрема останні повністю відбиваються від більшості матеріалів. Ультрахолодні Н. можна накопичувати і зберігати тривалий час у замкнутих посудинах. Н. є важливим елементом дослідж. у ядер. фізиці та фізиці твердого тіла, що викликано їхньою великою ефективністю у здійсненні ядер. реакцій та проявом низки ефектів у взаємодії із речовиною. У практ. застосуваннях Н. відіграють провідну роль у ядер. енергетиці, у вироб-ві трансуран. елементів і радіоактив. ізотопів, а також використовують у хім. аналізі й геол. розвідці.

Літ.: Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. Москва, 1980; Булавін Л. А., Тартаковський В. К. Ядерна фізика. К., 2005; Каденко І. М., Плюйко В. А. Фізика атомного ядра та частинок. К., 2008.

В. А. Одарич

Рекомендована література