Estructura molecular.
Àtoms, electrons, neutrons i protons

Neutró

Neutró

Un neutró és una partícula subatòmica que forma part de l'àtom (juntament amb el protó i l'electró). Els neutrons i els protons formen el nucli atòmic. Els neutrons no tenen càrrega elèctrica neta, a diferència del protó que té càrrega elèctrica positiva.

La diferència del nombre de neutrons en el nucli d'un àtom no implica la variació de la naturalesa del propi àtom, però sí que determina l'isòtop al qual forma part.

En energia nuclear el concepte "enriquiment d'urani" es refereix a l'alteració del nombre de neutrons del nucli atòmic parell poder obtenir un altre àtom d'urani més inestable. Aquesta modificació implica, per tant, un canvi d'isòtop.

Com els protons i els neutrons es comporten de manera similar dins el nucli, i cada un té una massa d'aproximadament una unitat de massa atòmica, tots dos es denominen nucleons. Les seves propietats i interaccions estan descrites per la física nuclear.

Els neutrons i la fissió nuclear

Els reactors nuclears de fissió són els reactors que s'alimenten de l'energia nuclear generada a través de les reaccions de fissió nuclear.

Per generar una iniciar una reacció de fissió nuclear es bombardeja el nucli d'un àtom del combustible nuclear (normalment urani o plutoni: concretament els isòtops urani-235 i el plutoni-239) amb un neutró. El xoc del neutró amb el nucli atòmic és suficient perquè aquest es trenqui i es descompongui en dues partícules i dos o tres neutrons lliures. Aquests neutrons lliures, al seu torn, podran xocar contra altres nuclis atòmics generant així una successió de reaccions nuclears en cadena.

La velocitat amb la qual es moguin els neutrons i la quantitat de neutrons lliures en el nucli del reactor nuclear determinen la potència del reactor de la central nuclear. Per poder controlar el nombre de reaccions de fissió per unitat de temps les centrals nuclears disposen de mecanismes per controlar el nombre d'electrons lliures. Alguns d'aquests mecanismes de control són el moderador de neutrons, el reflector, les barres de control, etc.

Característiques dels neutrons

El neutró està format per tres quarks, un quark dalt i dos quarks avall.

El neutró no existeix fora del nucli atòmic. La vida mitjana d'un neutró fora del nucli és d'únicament uns 885 segons (15 minuts).

La massa d'un neutró no es pot determinar directament per espectrometria de masses a causa de la falta de càrrega elèctrica. No obstant això, es pot deduir atès que les masses d'un protó i d'un deuterón poden mesurar-se amb un espectròmetre de masses. Amb tot això sabem que la massa d'un neutró és de 1.67492729 × 10 -27  kg. La massa del neutró és lleugerament més gran que la del protó.

La càrrega elèctrica total del neutró és 0. Aquest valor zero ha estat provat de forma experimental. El límit experimental obtingut en la càrrega del neutró és tan proper a zero que, donades les incerteses experimentals, en comparació amb la càrrega del protó es considera zero. Per tant, es considera que el neutró té una càrrega nul·la o càrrega zero.

El neutró és una partícula 1/2 d'espín, és a dir, és un fermió. Durant molts anys després del descobriment del neutró, el seu gir exacte va ser ambigu. Encara que es va assumir que era una partícula de Dirac d'espín 1/2, la possibilitat que el neutró fos una partícula de 3/2 d'espín va persistir.

Com fermió, el neutró està subjecte al principi d'exclusió de Pauli. Segons el principi d'exclusió de Pauli dos neutrons no poden tenir els mateixos nombres quàntics.

El antineutrón és l'antipartícula del neutró. El antineutrón va ser descobert per Bruce Cork en 1956, un any després que es descobrís el antiprotó.

Descobriment del neutró

El primer indici de l'existència del neutró es va produir el 1930, quan Walther Bothe i Becker, H. va trobar que quan la radiació alfa va caure sobre elements com el liti i bor es va emetre una nova forma de radiació.

Inicialment, aquesta radiació es creia que era un tipus de radiació gamma, però era més penetrant que qualsevol radiació gamma coneguda. El treball realitzat per Irene Joliot-Curie i Joliot Frederic el 1932, encara que no refuta la hipòtesi de la radiació gamma, no ho suporta tot bé.

El 1932, James Chadwick va demostrar que aquests resultats no podien ser explicats pels raigs gamma i va proposar una explicació alternativa de partícules sense càrrega d'aproximadament la mateixa mida que un protó. Chadwick va ser capaç de verificar experimentalment aquesta conjectura i així demostrar l'existència del neutró.

valoración: 3.2 - votos 9

Última revisió: 19 de març de 2019

Tornar