Nötron Nedir?


Atom çekirdeğinin temel taneciği, bileşenidir
Kimyasal tepkimelerde şu simgelerden biriyle betimlenir:
n, n°

TARİHÇE

1930′da bir berilyum hedefini a ışınlarıyla (helyonlar) bombardıman eden Bothe ve Becker, bir elektrik alanı ve bir magnetik alan tarafından saptırılmayan çok girgin bir ışınım yayınımı gözlemlediler ve bunu, ışık ile X ışınlarına (elektromagnetik ışınım] benzeyen bir ışınım olarak değerlendirdiler Aynı dönemde, Frederic joliot, parafin molekülündeki hidrojen çekirdeklerinin bu ışınım üstündeki etkisini inceledi 1932′de, Ghadwick, bu ışınımın elektromagnetik yapısıyla ilgili varsayımdan vazgeçerek bunun elektriksel yükü olmayan taneciklerden oluştuğu görüşünü benimsedi Bu tanecikler nötronlardıBir yandan,elektrik ve magnetik alanlarda sapma olmayışını, öte yandan, bu taneciğin yörüngesini açığa çıkarmakta karşılaşılan güçlükleri açıklayan da, bu elektriksel yükten yoksun oluştur Gerçekten de, yalnızca yüklü taneciklerin iyonlaştırıcı gücü vardır ve yalnızca bunlar, genleşmeli ya da kıvılcımlı odalar gibi saptama aygıtlarıyla görülebilen bir “iz” bırakırlar Bu olay, zaten, hepsi ikincil adı verileri etkiler üzerine dayalı nötron saptayıcılarının gerçekleştirilmesine neden olmuştur İkincil etki, bir şok sırasında {bir proton ya da bir çekirdekle olan şok) yüklü bir tanecik yayınımıyla birlikte bir nötron soğurulmasıdır.

ÖZELLİKLERİ

Bir atom çekirdeği, Z atom numarası ve A kütle sayısı ile nitelendirilir; bu iki bilgi sayesinde, bir çekirdeğin Z proton ve A-Z nötrondan oluştuğu bilinmektedir Proton ve nötron, çekirdek içinde, çekirdekiçi denen kuvvetler aracılığıyla sağlam biçimde birbirlerine bağlıdırlar Nükleer tepkimeler sırasında kimi çekirdeklerden nötronlar ayrılıp serbest nötron haline gelebilirlerBunların uygulamadaki önemleri büyüktür, çünkü elektriksel olarak yüklü olmadıklarından, elektrostatik itmeyle karşılaşmaksızın bir tanecik ya da çekirdeğe yaklaşabilirler Bu nedenle söz konusu nötronlar nükleer tepkimelerin başlatılmasında seçkin birer “mermi” oluşturur Hatta hızları çok fazla olduğunda,bir etki yaratabilmeleri için yavaşlatılırlar Bir nötronun çekirdek üstündeki etkisi birçok biçimde olabilir: Bir nötron bir çekirdek tarafından yalnızca soğurulabilir ve çekirdeğin atom ağırlığı bir birim artarak, genellikle radyoaktif hale gelir Nötron, etkilediği çekirdeğin ağırlığı değişmeyecek biçimde, bir protonun dışarı atılmasına neden olabilir (bu durumda çekirdek, elementlerin sınıflandırılmasında bir göz geriler)




Yakalanmış bir nötron, nispeten düşük bir hızdaysa çekirdeğin bölünmesine yol açabilir (ısıl nötron); bu durumda önemli miktarda enerji açığa çıkar: Bu, fisyon (atom çekirdeğinin bölünmesi, parçalanması) olayıdırÇoğunlukla nötron bir çekirdeğe çarpar ve her iki tanecik içinde kinetik enerji yitimine yol açmadan bundanuzaklaşır: Bu da, bir reaktör içindeki nötronların sistemli bir biçimde yavaşlatılmasında kullanılan esnek dağılma olayıdır (bu sonuç, nötronların yörüngesi üstüne düzenleyici adı verilen bir maddeden yapılmış çubuklar yerleştirilerek elde edilir) Nötronun kendisi de, üç tane basit tanecik vererek parçalanabilir: Bir proton p+ ; bir elektron e-;birkarşıt nötrino: v:n°-»p+ + e- + v Bubir β¯ radyoaktifliğidir Nötrona, λ = h/mv (h, Planck sabiti; m, v hızındaki nötronun kütlesi) de Broglie bağıntısıyla verilen bir dalga uzunluğu eşlik eder Özellikle aynı hızda nötron demetleri elde etmek için, nötronların billurlar üstünden kırınımları gerçekleştirilmektedir.

NÖTRON ÜRETİMİ

Nükleer tepkimeler nötronların başlıca kaynağını oluşturur Bir tepkimenin ürettiği nötronlar yenilerine yol açtıklarından bu tepkimeler genellikle kendi kendilerine sürerler Tepkime sonunda kalan nötronlarla tepkime öncesi nötronların sayısının oranına çoğalma çarpanı denir Reaktör kalbinin boyutları yeterli büyüklükte olursa, bu sayı çoğunlukla 1′den büyük olur Nükleer reaktörlerde, ana nötron kaynağı, çoğunlukla bir polonyum-berilyum ya da radyum-berilyum karışımından oluşur Radyoaktif nükleit (polonyum ya da radyum), berilyumla, aşağıdaki bağıntıların gösterdiği tepkimelere yol açan a ışınları (helyum çekirdeği) yayarlar:

Her iki durumda da nötron yayınımı vardır Yüksek enerjili fotonlar da,nükleitlerden nötron koparırlar.

UYGULAMA: NÖTROGRAFİ

Nötronlar, kimi parçaların denetiminde kullanlırlarRadyografideki gibi,nötronlar, incelenecek parçadan geçtikten sonra, bir fotoğraf levhasında tutulurlar ve soğurmanın az ya da çok oluşuna göre az ya da çok karanlık bölgelerden oluşmuş bir görüntü elde edilir Böylelikle, hidrojenli bileşikler (patlayıcılar, plastik maddeler) gibi nötronları soğuran elementler ya da birleşikler ortaya çıkarılabilir Bu özellik, incelenen madde X ya da y ışınları için çok soğurucu elementler içerdiğinde, söz konusu bileşikler X ya da y ışınlarıyla gözlenemediği oranda ilginçleşir (sözgelimi, demir,kurşun içeren bileşiklerde) Demek ki,nötrografi, öbür iki metalürji gözlem yöntemini (radyografi ve gamagrafi) tamamlamaktadır.

NÖTRONLARIN BELİRGİN ÖZELLİKLERİ

Nötron, serbest haldeyken kararsız bir taneciktir: Yaşam süresi 17 dakika kadardır Çekirdeğin bileşenlerinden biri olan nötron protonla birlikte, baryonlar sınıfına ait olan nükleoniarın altsınıfını oluşturur Protonunkinden hafifçe fazla olan dingin kütlesi gr’dırSpini + 1/2′ye eşittir μß Bohr magnetonu olmak üzere ( μB = 9,2732 x lO üzeri 34 joule x tesla) magnetik momenti μn = 1,9128 μB ‘dir Nötrona bir karşı tanecik denk gelir: Karşıt nötron Nötronun spin ve magnetik momenti karşıt yönlerdeyken, karşıt nötronunkiler aynı yönde bulunurlar.