estrutura molecular.
átomos, elétrons, nêutrons e prótons

Nêutron

Nêutron

Um nêutron é uma partícula subatômica que faz parte do átomo (junto com o próton e o elétron). Neutrons e prótons formam o núcleo atômico. Os nêutrons não têm carga elétrica líquida, ao contrário do próton que tem uma carga elétrica positiva.

A diferença no número de nêutrons no núcleo de um átomo não implica a variação da natureza do próprio átomo, mas determina o isótopo ao qual faz parte.

Na energia nuclear, o conceito "enriquecimento de urânio" refere-se à alteração do número de nêutrons no núcleo atômico para obter outro átomo de urânio mais instável. Essa modificação implica, portanto, uma mudança de isótopo.

Como prótons e nêutrons se comportam de maneira semelhante dentro do núcleo, e cada um deles tem uma massa de aproximadamente uma unidade de massa atômica, ambos são chamados de núcleons. Suas propriedades e interações são descritas pela física nuclear.

Neutrons e fissão nuclear

Os reatores de fissão nuclear são reatores movidos por energia nuclear gerada por reações de fissão nuclear.

Para gerar um iniciado um átomo nuclear núcleo reacção de fissão bombardeiam o combustível nuclear (urânio ou plutónio normalmente: ou seja, o urânio-235 e plutónio-239 isótopo) com um neutrão. O choque do nêutron com o núcleo atômico é suficiente para que ele se quebre e se decomponha em duas partículas e dois ou três nêutrons livres. Esses nêutrons livres, por sua vez, podem colidir com outros núcleos atômicos, gerando assim uma sucessão de reações nucleares em cadeia.

A velocidade com que os nêutrons se movem e a quantidade de nêutrons livres no núcleo do reator nuclear determinam a potência do reator da usina nuclear. Para controlar o número de reações de fissão por unidade de tempo, as usinas nucleares têm mecanismos para controlar o número de elétrons livres. Alguns desses mecanismos de controle são o moderador de nêutrons, o refletor, as hastes de controle, etc.

Características dos nêutrons

O nêutron é formado por três quarks, um quark acima e dois quarks abaixo.

O nêutron não existe fora do núcleo atômico. A vida média de um nêutron fora do núcleo é de apenas 885 segundos (15 minutos).

A massa de um nêutron não pode ser determinada diretamente por espectrometria de massa, devido à falta de carga elétrica. No entanto, pode ser deduzido uma vez que as massas de um próton e um deutério podem ser medidas com um espectrômetro de massa. Com tudo isso, sabemos que a massa de um nêutron é 1,67492729 × 10 -27  kg. A massa do nêutron é ligeiramente maior que a do próton.

A carga elétrica total do nêutron é 0. Este valor zero foi testado experimentalmente. O limite experimental obtido na carga de nêutrons é tão próximo de zero que, dadas as incertezas experimentais, é considerado zero em comparação com a carga de prótons. Portanto, considera-se que o nêutron tem carga zero ou carga zero.

O nêutron é uma partícula de 1/2 rotação, isto é, é um férmion. Por muitos anos após a descoberta do nêutron, a sua vez exata era ambígua. Embora fosse assumido como sendo uma partícula de spin 1/2 de Dirac, a possibilidade de que o nêutron fosse uma partícula de spin 3/2 persistiu.

Como férmion, o nêutron está sujeito ao princípio de exclusão de Pauli. De acordo com o princípio de exclusão de Pauli, dois nêutrons não podem ter os mesmos números quânticos.

O antineutron é a antipartícula do nêutron. O antineutron foi descoberto por Bruce Cork em 1956, um ano depois da descoberta do antiproton.

Descoberta de nêutrons

A primeira indicação da existência do nêutron ocorreu em 1930, quando Walther Bothe e Becker, H. descobriram que quando a radiação alfa caía sobre elementos como lítio e boro, uma nova forma de radiação era emitida.

Inicialmente, acreditava-se que essa radiação fosse um tipo de radiação gama, mas era mais penetrante do que qualquer radiação gama conhecida. O trabalho feito por Irene Joliot-Curie e Joliot Frederic em 1932, embora não refute a hipótese da radiação gama, não apóia isso bem.

Em 1932, James Chadwick mostrou que esses resultados não poderiam ser explicados por raios gama e propôs uma explicação alternativa de partículas sem carga com aproximadamente o mesmo tamanho de um próton. Chadwick pôde verificar experimentalmente essa conjectura e, assim, demonstrar a existência do nêutron.

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Última revisão: 19 de março de 2019

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