nøytronet

Nøytronet er en av hovedpartiklene i atomkjernen og betegnes som en nøytral baryon. Det har omtrent samme masse som protonen, men bærer ingen elektrisk ladning, og spinnet er 1/2. Nøytronet er derfor en viktig byggestein i mange kjernestrukturer og i naturens kjerneprosesser.

Nøytronet ble oppdaget i 1932 av James Chadwick. Oppdagelsen forklarte hvorfor atomet kan inneholde mer masse enn protonantallet tilsier og bidro til utviklingen av kjernefysikk og forståelsen av radioaktivt henfall og energiproduksjon i kjerner.

I kjernen holder nøytronet sammen med protonene via den sterke kjernemakten. Samspillet mellom nøytroner og protoner bestemmer kjernens binding og isotopensammensetning, samt stabilitet og energiutnyttelse. Antallet nøytroner påvirker kjernens egenskaper og fisjonspotensial.

Frie nøytroner er ustabile og har en gjennomsnittlig levetid på omtrent 880 sekunder (omtrent 14,7 minutter) før de henfaller til en proton, et elektron og en elektronantineutrino: n → p + e− + ν̄e.

Nøytroner spiller en sentral rolle i både energiproduksjon og forskning. I kjernekraftverk og i forskning brukes nøytroner til å initiere fisjon i fissile materialer som U-235 eller Pu-239, spesielt ved lav energi (thermiske nøytroner). Moderering med lette materialer som vann eller grafitt bruker for å redusere hastigheten på nøytronene og gjøre dem mer fisjonssensitive.

Som prøvestoff er nøytronet verdifullt i materialforskning. Nøytron-diffraksjon og nøytron-spredning gir informasjon om atomære strukturer, magnetiske egenskaper og lett tilgjengelige elementer som er vanskelige å studere med røntgenstråler. Nøytronstråling kommer fra kilder som reaktorer, spallasjonssystemer og naturlig kosmisk stråling, og beskyttelse krever hydrogeneffektive materialer og adekvate skilleveier.