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什麼是中子?概念、如何被發現、功能、特性、什麼是核裂變以及用途

2025-07-13自然科學182

我們解釋了什麼是中子,它是如何被發現的,它的功能和特性。此外,什麼是核裂變以及它的用途。

什麼是中子?概念、如何被發現、功能、特性、什麼是核裂變以及用途

中子是賦予原子穩定性的亞原子粒子。

什麼是中子?

一個中子是一種亞原子粒子(構成原子的事) 存在於一些原子的原子核中,並帶有中性電荷。所有宇宙由中子組成,質子(正荷)和電子(帶負電荷)。

中子與質子一起存在於原子核(氫除外)中。它們通過強大的核力在那裡保持在一起,而電子,在經典原子模型中,以不同的方式跳舞。軌道.因此,質子和中子被稱為核子。

它可以説明您:原子模型

中子發現

什麼是中子?概念、如何被發現、功能、特性、什麼是核裂變以及用途

詹姆斯·查德威克 (James Chadwick) 通過實驗證明瞭中子的存在。

在發現中子之前,關於品質和原子的電荷,特別是當電子顯然不能在原子核,但核品質並不完全對應於質子的總品質。

因此,在 1920 年,發現質子的德國物理學家歐內斯特·盧瑟福 (Ernest Rutherford) 提出了對中子的需求,即一種可以在不改變原子的情況下增加原子品質的粒子電荷.

多年後,1932年,英國物理學家詹姆斯·查德威克 (James Chadwick) 發現了中子,他是 1935 年諾貝爾獎之物理.由於對通過敲擊石蠟或其他獲得的輻射的不同經驗和研究化合物查德威克富含氫,他表明物理預測與觀察到的現象不符。

換句話說,獲得的輻射來自類似於質子的粒子,但沒有電荷。那是導致中子正式發現的第一次經歷。

中子的性質

中子的品質與質子的品質相似,但略大(1.00137 倍),因此遠大於電子的品質(1838.5 倍)。就像質子一樣,它們由稱為誇克.中子有兩個「下」誇克和一個「上」誇克。這些誇克的電荷之和為零。

當它們在原子核中時,中子是穩定的,但是當它們在原子核外時,在自由狀態下,它們的半衰期為 879.4 秒,然後衰變成質子、電子和電子反中微子。這就是核電站內部經常發生的情況,那裡有高濃度的自由中子。

中子的功能

什麼是中子?概念、如何被發現、功能、特性、什麼是核裂變以及用途

除其他外,中子用於產生核能。

中子在原子核內發揮穩定作用。 如果它們不存在,質子就會相互排斥。有了它們的存在,中子通過強大的核力補償了這種排斥力,使原子核中的質子和中子保持獨特性。

但是,自由中子可用於其他類型的功能,方便人.例如,它用於通過受控發射對材料進行滲透和可視化。

它們還用於核裂變,即通過用自由中子轟擊原子核來使原子核破裂,從而導致反應釋放了大量的能源.當然,這會帶來許多危險,因為不受控制的中子發射會損壞結構的蛋白質基本生物.

核裂變

核裂變是原子的一種分解形式,特別是鈾 (U) 及其穩定同位素等重材料原子的分解。

該過程包括用快中子轟擊鈾的原子核,例如更常見的是鈾,這會導致其解理和鈾的釋放。能源,以及與之一起在能夠產生高水準可用能量的鏈式反應中產生的新的自由中子。

當該反應在受控環境中發生時,可以利用它來生成電力通過渦輪機並供人類使用,就像核電站內部的情況一樣。這核能它相對安全且相當具有成本效益,但它涉及某些風險因為它不產生有毒(放射性)元素。

相反,當這種反應以不受控制的方式發生時,我們就會出現原子彈,這是最具破壞性的戰爭發明之一人可以想像出的,比如政府在城鎮廣島和長崎的第二次世界大戰.

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標籤: 物理

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