Нейтрон

(англ. Neutron, от лат. Neuter-ни тот, ни другой), электрически нейтральная элементарная частица (символ п), входящая наряду с протонами (р)в состав практически всех атомных ядер. Общее название Н. И протонов в атомном ядре-нуклоны. Н. Открыт в 1932 Дж. Чедвиком. Число Н. Nв атомном ядре равно разности массового числа Аи заряда ядра Z. N = А ЧZ. Для стабильных ядер легких и средних элементов Nпримерно равно числу протонов Z. Для тяжелых стабильных ядер Nв 1,3-1,5 раз больше Z. Масса покоя Н. Немного больше, чем масса р, и равна 1,6749543(86) 10-24 г, то есть 1,008665012(37) атомных единиц массы (данные на 1976). Электрич. Заряд Н. Qпринимают равным 0. Прямые эксперименты по отклонению пучка Н. В сильном электрич. Поле дают значение Q, меньшее 10-20 е (е - элементарный электрич.

Заряд). Спин Н. Равен 1/2 (в единицах постоянной Планка), магн. Дипольный момент m Н, определенный методом ЯМР, равен Ч 1,91315 (7) m Я (m Я -ядерный магнетон). Н. Устойчивы только в составе стабильных атомных ядер. Свободные Н. Нестабильны, схема распада Н. П р + е + ( -антинейтрино). Эта схема соответствует b- -распаду (см. Радиоактивность). Среднее время жизни свободного Н. 15,3 мин, период полураспада Т 1/2 10,603 мин. Из-за сильного поглощения свободных Н. Атомными ядрами среднее время жизни Н. В в-ве значительно меньше. Так, в плотном в-ве оно не превышает сотен мкс. Отсутствие у Н. Электрич. Заряда приводит к тому, что они взаимод. Непосредственно с атомными ядрами, либо вызывая ядерные реакции, либо рассеиваясь на ядрах.

Характер и интенсивность взаимод. Пучка Н. С в-вом существенно зависят от энергии Н. Различают релятивистские (энергия больше 1010 эВ), высокоэнергетические (108-1010 эВ), быстрые (105-108 эВ), промежуточные (104-105 эВ), резонансные (0,5-104 эВ), тепловые (5.10-3-0,5 эВ), холодные (10-4-5.10-3 эВ), очень холодные (10-7-10-4 эВ) и ультрахолодные (энергия меньше 10-7 эВ) Н. Медленные Н. (энергия ниже 105 эВ) в осн. Упруго рассеиваются на атомных ядрах или вызывают ядерные р-ции типа (n, g) (радиационный захват H.). С участием медленных Н. Возможны также экзотермич. Ядерные р-ции типа ( п, р), (п,a) или деление атомных ядер. Для снижения энергии Н. Используют разл. Замедлители нейтронов (графит, вода и т. Д.), ядра к-рых не поглощают Н.

Для исследований строения в-ва используют тепловые Н., энергия к-рых сравнима с энергией тепловых колебаний атомов в твердом теле. При рассеянии тепловых Н. На монокристаллах имеет место дифракция Н. (см. Дифракционные методы). Наличие у Н. Магн. Дипольного момента вызывает рассеяние Н. На атомах, что дает возможность изучать магн. Структуру материалов (см. Нейтронография). Для регистрации Н. Применяют детекторы, в материале к-рых Н. Вызывают ядерные р-ции, сопровождающиеся образованием вторичных заряженных частиц, к-рые далее и регистрируют [напр., в детекторе на основе В при ядерной р-ции 10 В ( п,a)7Li возникают a-частицы]. Нейтронные пучки практически используются при синтезе радионуклидов, получении трансурановых элементов, в хим.

Анализе (см. Нейтронно-абсорбционный анализ, Актива-ционный анализ), горном деле (нейтронный каротаж), нейтронной авторадиографии (см. Радиография). В земной атмосфере свободные Н. Непрерывно образуются в результате взаимод. Космич. Излучения с ядрами атомов, входящих в состав воздуха. Эти Н. Приводят к непрерывному образованию в атмосфере радиоактивного 14 С при ядерной р-ции 14N(n, p)14C, на чем основан радиоуглеродный метод геохронологии. Об имеющих практич. Значение источниках Н. См. В ст. Нейтронные источники. Лит. Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1971. С. С. Бердоносов.