nøytron – Store norske leksikon (original) (raw)
Et nøytron er en elektrisk nøytral partikkel som sammen med protoner bygger opp atomkjerner.
Faktaboks
Uttale
nøytrˈon
av latin ‘ingen (av to)’
Historikk
Nøytronet ble eksperimentelt oppdaget av James Chadwick i 1932. For dette ble Chadwick tildelt Nobelprisen i fysikk i 1935.
Egenskaper
Nøytronet dannes ved atomkjernereaksjoner, for eksempel når atomer bombarderes med deuteroner. Det har en masse 1,008 665 u (u er atommasseenheten), som er mer enn massen til et proton. I nyere partikkelfysikk (se elementærpartikler) regner man det nå som eksperimentelt påvist at nøytronet er sammensatt av tre kvarker: én u-kvark og to d-kvarker.
Et fritt nøytron er radioaktivt med halveringstid på tolv minutter. Det henfaller (desintegrerer) i et proton, et elektron og et antinøytrino (ved beta-desintegrasjon). Nøytroner som er bundet til kjerner, kan likevel være stabile dersom det ikke er nok energi til at de kan henfalle.
Nøytronets spinn er ½ℏ (ℏ er Plancks konstant h dividert med 2π), og det magnetiske momentet er –1,91304 kjernemagnetoner (Bohr-magnetoner). Dette viser at det har en elektromagnetisk struktur, en ladningsfordeling, selv om nettoladningen er null. Forklaringen på dette er at nøytronet består av tre kvarker, som alle er elektrisk ladede. (Ved store energier kan nøytroner inneholde gluoner og kvark-antikvark-par.) Nøytronet må ifølge Standardmodellen for partikkelfysikk også ha et endelig, men svært lite elektrisk dipolmoment av størrelsesorden 10^{-17} kjernemagnetoner på grunn av brudd på CP-symmetri.
Lette atomkjerner inneholder omtrent like mange nøytroner og protoner. Tunge kjerner har et stort overskudd av nøytroner.
Atomkjerner kan fange inn nøytroner og blir da som regel radioaktive. Enkelte tunge (fissile) kjerner vil etter å ha fanget inn et nøytron straks spaltes i to omtrent like tunge deler. Samtidig frigjøres noen få nøytroner som kan fanges inn av andre fissile kjerner, slik at det oppstår en kjedereaksjon. Dette prinsippet ligger til grunn for frigjøring av kjernefysisk energi ved fisjon.
Fordi nøytronene ikke har elektrisk ladning, påvirkes de lite av atomenes elektroner. De har stor gjennomtrengningsevne i alt stoff. Apparater som produserer nøytroner, må derfor skjermes med tykke vegger, opptil flere meter betong.
Biologiske virkninger
Biologiske skadevirkninger oppstår når nøytroner støter mot en enkel atomkjerne i et molekyl. Dels fordi molekylet ødelegges, og dels fordi det induseres radioaktiv stråling som virker på omgivelsene. Nøytronstråling er derfor svært helsefarlig.
Tillatt dose i en 40 timers arbeidsuke er 20 nøytroner per cm2 og per sekund av hurtige nøytroner. Av langsomme nøytroner regnes en ukedose på opptil 600 per cm2 og per sekund som ufarlig.