neutronen

Een neutron is een elektrisch neutraal kerndeeltje en een baryon. Het heeft een massa van ongeveer 1,675×10^-27 kg (ongeveer 939,6 MeV/c^2) en een spin van 1/2. In de kern wordt een neutron gevormd door drie quarks: twee down-quarks en één up-quark, samengehouden door de sterke kracht via gluonen. Doordat het neutraal is, draagt het geen elektrische lading, maar het bezit wel een magnetisch moment als gevolg van de quarkdynamiek. Neutronen vormen samen met protonen de bouwstenen van atoomkernen; ze maken deel uit van een isospindubbel met de protonen.

Vrije neutronen zijn instabiel; zij vervallen door de zwakke interactie in een proton, een elektron en een antineutrino. De halveringstijd bedraagt circa 14,7 minuten. In kernen kunnen neutronen stabiel of langer leefbaar zijn, afhankelijk van de kernbinding.

Ontdekking en betekenis: James Chadwick identificeerde in 1932 het neutron en ontving hiervoor de Nobelprijs in 1935.

Productie en bronnen: neutronen ontstaan bij kernreacties, fusiereacties en in kosmische straling. In laboratoria worden neutronen geproduceerd met kernreactoren, spallatiebronnen en deeltjesversnellers.

Toepassingen: neutronen spelen een centrale rol in kernenergie en kernsplijting, en in materiaalkunde via neutronenschilonderzoek (diffractie, scattering, reflectie). Medische toepassingen omvatten boron-neutron capture therapy en sommige vormen van bestraling. Neutronendetectie maakt gebruik van detectors zoals helium-3, BF3 en scintillatoren, vaak met tijd-of-vluchttechnieken.

Veiligheid en shielding: neutronen zijn ioniserende straling; bescherming vereist water- of koolstofrijke materialen en geschikte afstand.