נייטרון – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
שורה 12 שהנפח שתופש->תופס
אין תקציר עריכה
שורה 1:
{{מידע חלקיק|
|שם החלקיק=
|תמונה=[[תמונה:Quark structure neutron.svg|250px|נייטרון מורכב משלושה קווארקים בהרכב udd. הגלואונים אשר מסומנים בצורת גלים תורמים ליציבות הנייטרון.]]
|הרכב=[[האדרון]]
|סטטיסטיקה=
|קבוצת שיוך=[[באריון]]<br />[[נוקליאון]]
|דור=
|מסה1={{SN|1.674|-27}}
שורה 11:
|ספין=1/2
|מטען צבע=0
|אינטראקציות= [[כבידה]] ו-, [[אינטראקציההכוח הגרעיני חזקההחזק]]
|קומפוזיציה=udd
|נצפה=כן
|שנת גילוי= 1932
}}
'''נֵייטְרוֹן''' ('''Neutron'''; מ[[לטינית]]: "שאינו נוטה לשום צד") הוא [[נוקליאון]] ללאחסר [[מטען חשמלי]], בעל [[מסה]] שוות ערך ל-939.6 [[אלקטרונוולטאלקטרון וולט|MeV]] (מעט יותר מזו שלמשל ה[[פרוטון]], השווה ל- 938.3 MeV). הנייטרון מורכב משלושה [[קווארק]]ים, שני קווארקי D וקווארק אחד U. ב[[קרינת בטא|התפרקות בטא]], אחד הקווארקים מסוג D שבנייטרון — שמסתו גדולה ממסת קווארק U — מאבד מסה, וכך נהפך לקווארק U. המסה הנותרת הולכת ל[[בוזון]], המתפרק מידית ל[[אלקטרון]] ול[[אנטי-נייטרינו]] אלקטרוני. אטומים בעלי מספר זהה של פרוטונים ומספר שונה של נייטרונים נקראים [[איזוטופ]]ים של אותו יסוד כימי.
ב[[התפרקות בטא]], אחד הקווארקים מסוג D שבנייטרון — שמסתו גדולה ממסת קווארק U — מאבד מסה, וכך נהפך לקווארק U. המסה הנותרת הולכת ל[[בוזון]], המתפרק מידית ל[[אלקטרון]] ול[[נייטרינו|אנטי-נייטרינו]] אלקטרוני. אטומים בעלי מספר זהה של פרוטונים ומספר שונה של נייטרונים נקראים [[איזוטופ]]ים של אותו יסוד כימי.
 
הגרעין של רוב ה[[אטום|אטומים]] (למעט ה[[איזוטופ]] הנפוץ של [[מימן]], המורכב מפרוטון אחד בלבד) מורכב מפרוטונים ונייטרונים. מחוץ לגרעין, הנייטרון [[יציבות האטום|בלתי יציב]] ובעל תקופת [[מחצית חיים]] של 15 [[דקה|דקות]] בלבד, כשהוא מתפרק על -ידי פליטת [[אלקטרון]] ואנטי-נייטרינו, הוא נהפך לפרוטון. אותה צורת התפרקות (התפרקות בטא) מתרחשת בכמה סוגים של גרעיני אטומים. חלקיקים בתוך הגרעין מהדהדים בין נייטרונים ופרוטונים, המותמרים מאחד לשני על ידי פליטה וקליטה של [[פאיון|פאיונים]].
 
נייטרון מסווג כ[[באריון]] ומורכב משני [[קווארק]]י [[קווארק למטה|Down]] ואחד [[קווארק למעלה|Up]]. המאפיין המבדיל את הנייטרונים מרוב הנוקליאונים, היא העובדה שהם חסרי [[מטען חשמלי]]. תכונה זו של הנייטרוניםשלהם עכבה את גילויים, גורמת לעוצמת חדירה ניכרת, מונעת כמעט אפשרות לצפות בהם ישירות, וגורמת להם להיות רכיב חשוב ביותר בתהליכים של שינוי הגרעין.
נייטרון מסווג כ[[באריון]] ומורכב משני [[קווארק]]ים מסוג DOWN ואחד מסוג UP.
המאפיין המבדיל את הנייטרונים מרוב הנוקליאונים, היא העובדה שהם חסרי [[מטען חשמלי]]. תכונה זו של הנייטרונים עכבה את גילויים, גורמת לעוצמת חדירה ניכרת, מונעת כמעט אפשרות לצפות בהם ישירות, וגורמת להם להיות רכיב חשוב ביותר בתהליכים של שינוי הגרעין.
 
למרות שגם האטום במצבו הרגיל נטול [[מטען חשמלי]], הוא גדול פי 10,000 מהנייטרון ומורכב ממערכת מסובכת של אלקטרונים בעלי מטען חשמלי שלילי המפוזרים במסלולים נרחבים סביב גרעין בעל מטען חשמלי חיובי. חלקיקים בעלי מטען חשמלי, כגון פרוטונים, אלקטרונים ו[[חלקיקקרינת אלפא|חלקיקי אלפא]] (גרעין [[הליום]]), וכן [[קרינה אלקטרומגנטית]] (כגון [[קרינת גמא]]) מאבדים [[אנרגיה]] במעבר דרך חומר. הם מפעילים כוחות חשמליים המייננים את אטומי החומר דרכו הם עוברים. האנרגיה הנלקחת לצורך יינון שווה לאנרגיה שאבדה לחלקיקים הטעונים במעבר החומר, דבר הגורם להאטה, או על-ידי קרינת גמא הנספגת. הנייטרון לעומת זאת אינו מושפע על-ידי כוחות אלו. הוא מושפע רק מ[[הכוח הגרעיני החזק]] בעל הטווח הקצר מאד, המשחק תפקיד רק כשהנייטרון מתקרב מאוד לגרעין האטום. לפיכך, נייטרון חופשי נע בדרכו ללא הפרעה עד שהוא מתנגש ישירות עם גרעין האטום. מכיוון שהנפח שתופש גרעין האטום הוא קטן מאד, התנגשויות אלו קורות לעתים נדירות והנייטרון עובר מרחק רב לפני ההתנגשות.
שאבדה לחלקיקים הטעונים במעבר החומר, דבר הגורם להאטה, או על ידי קרינת גמא הנספגת.
הנייטרון לעומת זאת אינו מושפע על ידי כוחות אלו. הוא מושפע רק מ[[הכוח הגרעיני החזק]] בעל הטווח הקצר מאד, שמשחק תפקיד רק כשהנייטרון מתקרב מאוד לגרעין האטום.
לפיכך, נייטרון חופשי נע בדרכו ללא הפרעה עד שהוא מתנגש ישירות עם גרעין האטום. מכיוון שהנפח שתופס גרעין האטום הוא קטן מאד, התנגשויות אלו קורות לעתים נדירות והנייטרון עובר מרחק רב לפני ההתנגשות.
 
במקרה של [[התנגשות אלסטית]], הכלליםכללי ההתמדה הרגילים של התמדה פועלים כבמקרה של התנגשות אלסטית בין כדורי ביליארד. אם הגרעין שבו התנגש הנייטרון הוא כבד, הוא צובר מהירות מעטה יחסית, אבלאך אם ההתנגשות הייתה עם פרוטון שמסתו שוות ערך למסת הנייטרון, הפרוטון נזרק קדימה במהירות קרובה למהירות המקורית של הנייטרון, שבמקביל מואט בהתאם. התנגשויות משניות כתוצאה מכך ניתנות לאיתור מכיוון שהחלקיקים המושפעים מהתנגשויות אלו טעונים במטען חשמלי וגורמים ליינון.
התנגשויות משניות כתוצאה מכך ניתנות לאיתור מכיוון שהחלקיקים המושפעים מהתנגשויות אלו טעונים במטען חשמלי וגורמים ליינון.
 
טבעו נטול המטען של הנייטרון מקשה על השליטה עליו, בנוסף להיותו קשה לאיתור. ניתן להאיץ, להאט או להסיט חלקיקים טעונים באמצעות שדות חשמליים או מגנטיים, אבל לאלו אין השפעה על נייטרונים. הדרך היחידה שיש בידנושבידינו לשלוט על נייטרונים חופשיים היא לשים גרעינים בנתיבם כך שהם יואטו, יוסטו או ייספגו בהתנגשויות. לתופעות אלו חשיבות מעשית גדולה ב[[כור גרעיני|כורים גרעיניים]] וב[[נשק גרעיני]].
 
==היסטוריה==
בשנת [[1930]] צמד חוקרים [[גרמניה|גרמנים]]: [[ואלטר בותה]] ו[[הנס בקר]], גילו שאם חלקיקי אלפא הנפלטים מ[[פולוניום]], שהם בעלי אנרגיה רבה, פוגעים ביסודות קלים מסוימים כגון [[בריליום]], [[בור (יסוד)|בורון]], או [[ליתיום]], מופקת קרינה חודרנית ביותר. בתחילה הניחו שמדובר בקרינת גמא, למרות שלקרינה הייתה יכולת חדירה חזקה מכל קרני גמא ידועות, ולא ניתן היה לפרש את תוצאות הניסויים בהנחה זו.
 
התרומה המשמעותית הבאה דווחה על -ידי בני הזוג [[אירן ז'וליו-קירי|אירן]] ו[[פרדריק ז'וליו-קירי|פרדריק]] קירי ב[[פריז]]. הם הראו שאם קרינה בלתי -מוכרת זו פוגעת ב[[פרפין]] או בתרכובות אחרות המכילות מימן, הן פולטות פרוטונים בעלי רמת אנרגיה גבוהה. כשלעצמה, לא הייתה בעובדה זו סתירה להתנהגות קרינת גמא שהניחו שהיא הקרינה הבלתי -מוכרת, אבל ניתוח כמותי מפורט של המידע לא התאים ל[[השערה (מדע)|השערה]] זו.
בשנת [[1930]] צמד חוקרים [[גרמניה|גרמנים]]: [[ואלטר בותה]] ו[[הנס בקר]], גילו שאם חלקיקי אלפא הנפלטים מ[[פולוניום]], שהם בעלי אנרגיה רבה, פוגעים ביסודות קלים מסוימים כגון [[בריליום]], [[בורון]], או [[ליתיום]], מופקת קרינה חודרנית ביותר. בתחילה הניחו שמדובר בקרינת גמא, למרות שלקרינה הייתה יכולת חדירה חזקה מכל קרני גמא ידועות, ולא ניתן היה לפרש את תוצאות הניסויים בהנחה זו.
 
לבסוף (בשלהי 1932), ביצע ה[[פיזיקאי]] ה[[אנגליה|אנגלי]] [[ג'ימס צ'דוויק]] סדרת ניסויים שהפריכו סופית את השערת קרינת הגמא. הוא הציע השערה שעל פיה, הקרינה היא מסוג חדש ומורכבת מחלקיקים בלתיחסרי טעוניםמטען שמסתם קרובה למסת הפרוטון. צ'דוויק ערך סדרת ניסויים שאימתו את השערתו. חלקיקים בלתי -טעונים אלו קרויים כיום נייטרונים. על גילוי זה זכה צ'דוויק ב[[פרס נובל לפיזיקה]] בשנת [[1935]].
התרומה המשמעותית הבאה דווחה על ידי בני הזוג [[אירן ז'וליו-קירי|אירן]] ו[[פרדריק ז'וליו-קירי|פרדריק]] קירי ב[[פריז]]. הם הראו שאם קרינה בלתי מוכרת זו פוגעת ב[[פרפין]] או בתרכובות אחרות המכילות מימן, הן פולטות פרוטונים בעלי רמת אנרגיה גבוהה. כשלעצמה, לא הייתה בעובדה זו סתירה להתנהגות קרינת גמא שהניחו שהיא הקרינה הבלתי מוכרת, אבל ניתוח כמותי מפורט של המידע לא התאים ל[[השערה (מדע)|השערה]] זו.
 
לבסוף (בשלהי 1932), ביצע ה[[פיזיקאי]] ה[[אנגליה|אנגלי]] [[ג'ימס צ'דוויק]] סדרת ניסויים שהפריכו סופית את השערת קרינת הגמא. הוא הציע השערה שעל פיה, הקרינה היא מסוג חדש ומורכבת מחלקיקים בלתי טעונים שמסתם קרובה למסת הפרוטון. צ'דוויק ערך סדרת ניסויים שאימתו את השערתו. חלקיקים בלתי טעונים אלו קרויים כיום נייטרונים. על גילוי זה זכה צ'דוויק ב[[פרס נובל לפיזיקה]] בשנת [[1935]].
 
==ראו גם==
*[[מיון החלקיקים]]
*[[כוכב נייטרונים]]
* [[אלקטרון]]
* [[פרוטון]]
 
==קישורים חיצוניים==
* דוידסון אונליין - מאגר מדע: [http://web.archive.org/20110812093516/davidson.weizmann.ac.il/content/%D7%97%D7%9C%D7%A7%D7%99%D7%A7%D7%99-%D7%94%D7%97%D7%95%D7%9E%D7%A8-%E2%80%93-%D7%94%D7%A0%D7%95%D7%99%D7%98%D7%A8%D7%95%D7%9F חלקיקי החומר - הנייטרון] סרטון עם הסברים.
 
[[קטגוריה:נוקליאונים]]