Spieghiamo cos'è un neutrone, come è stato scoperto, la sua funzione e le sue proprietà. Inoltre, cos'è la fissione nucleare e a cosa serve.
Il neutrone è una particella subatomica che conferisce stabilità all'atomo.Cos'è un neutrone?
Un neutrone è un tipo diparticella subatomica (particelle che compongono il atomi delquestione) presente nel nucleo di alcuni atomi e dotato di carica elettrica neutra. Tutti gli atomi deluniverso sono costituiti da neutroni,protoni (carica positiva) eelettroni (carica elettrica negativa).
I neutroni si trovano nel nucleo degli atomi (tranne l'idrogeno), insieme ai protoni. Sono tenuti insieme da forti forze nucleari, mentre gli elettroni, nel modello atomico classico, danzano in modi diversi.orbite. Per questo motivo protoni e neutroni sono dettinucleoni.
Scoperta del neutrone
James Chadwick ha verificato sperimentalmente l'esistenza del neutrone.Prima della scoperta dei neutroni, c'era un'incognita riguardante il massa e carica degli atomi, specialmente quando divenne evidente che gli elettroni non potevano essere nella nucleo atomico, ma che la massa nucleare non corrispondesse esattamente alla massa totale dei protoni.
Così, il fisico tedesco Ernest Rutherford, che scoprì i protoni, propose nel 1920 la necessità di un neutrone, cioè una particella che fornisse massa all'atomo senza modificarne la carica elettrica.
Anni dopo, i neutroni furono scoperti nel 1932 dal fisico inglese James Chadwick, vincitore del Premio Nobel 1935 per la Fisico. Grazie a diverse esperienze e studi della radiazione ottenuta colpendo paraffina o altro composti ricco di idrogeno, Chadwick dimostrò che le previsioni fisiche non corrispondevano al fenomeno osservato.
In altre parole, la radiazione ottenuta proveniva da particelle simili al protone, ma prive di carica elettrica. Quella fu la prima esperienza che portò alla scoperta formale dei neutroni.
Proprietà dei neutroni
I neutroni hanno una massa simile a quella del protone, ma leggermente maggiore (1.00137 volte) e, quindi, molto maggiore di quella dell'elettrone (1838,5 volte). Come i protoni, sono costituiti da particelle fondamentali chiamatequark. I neutroni hanno due quark"giù"(Sotto) e uno"su" (sopra). La somma delle cariche su questi quark è zero.
Quando si trovano nel nucleo atomico, i neutroni sono stabili, ma quando sono all'esterno, allo stato libero, hanno un'emivita di 879.4 secondi, prima di scindersi in un protone, un elettrone e un antineutrino elettronico. Questo è ciò che spesso accade all'interno delle centrali nucleari, dove c'è un'alta concentrazione di neutroni liberi.
Funzione di neutroni
I neutroni svolgono una funzione stabilizzante all'interno del nucleo dell'atomo. Se non lo fossero, i protoni si respingerebbero a vicenda. Con la loro presenza, i neutroni compensano questa forza elettrica repulsiva con la forte forza nucleare che mantiene protoni e neutroni unici nel nucleo.
Tuttavia, i neutroni liberi possono essere utilizzati per altri tipi di funzioni, convenienti peressere umano. Ad esempio, viene utilizzato per la penetrazione e la visualizzazione dei materiali, attraverso la sua emissione controllata.
Sono utilizzati anche nella fissione nucleare, cioè la rottura del nucleo atomico bombardandolo con neutroni liberi, provocando così reazioni che rilasciano enormi quantità diEnergia. Questo, ovviamente, comporta molti pericoli, poiché l'emissione incontrollata di neutroni può danneggiare il struttura delproteina base dicreature viventi.
fissione nucleare
La fissione nucleare è una forma di scomposizione atomica, in particolare atomi di materiali pesanti come l'uranio (U) e i suoi isotopi stabili.
Questa procedura consiste nel bombardare il nucleo, ad esempio e più comunemente, di uranio con neutroni veloci, che ne provocano la scissione e il rilascio di Energia, e con esso nuovi neutroni liberi, in una reazione a catena in grado di generare alti livelli di energia utilizzabile.
Quando questa reazione si verifica in un ambiente controllato, può essere sfruttata per generare elettricità utilizzando turbine e destinandolo ad usi umani, come avviene all'interno delle centrali nucleari. Il energia nucleare è relativamente sicuro e abbastanza conveniente, ma implica certe rischi poiché sottoproduce elementi tossici (radioattivi).
Al contrario, quando questa reazione avviene in modo incontrollato, siamo in presenza di a bomba atomica, una delle invenzioni di guerra più distruttive che il essere umano potrebbe aver concepito, come quelli che il governo americano sul città Hiroshima e Nagasaki nel la seconda guerra mondiale.