الفترة القصيرة إلى بروتون وإلكترون.
ولحتى النيوترونات غير مشحونة يجعل عبر القاسي كشفها أو التحكم بها، الأمر الذي أدى لتأخر اكتشافها. فقد اكتشفها عالم الفيزياء حامل جائزة نوبل "جيمس شادويك".
كما حتى النيوترونات الحرة (الإشعاعات النيوترونية) لها قدرتها العالية على النفاذ في المواد.
الطريقة الوحيدة لتغيير مسار النيوترون هي بوضع نواة في مساره، حيث يتم تصادم تام المرونة. لكن احتمال اصطدام نيوترون حر متحرك بنواة إحدى الذرات في المادة ضعيف جداً بسبب الفرق الضخم بين حجم النيوترون والنواة، فهما ً بحتى نواة الذرة أصغر كثيرا جدا عبر حجم الذرة (أي حتى الذرة تحوي فراغاً كبيراً)، مما يعطي النيوترونات قدرة كبيرة على...
النيوترون جسيم تحت ذري كان يظن في بادئ الأمر أنه جسيم أولي (لا يتكون عبر جسيمات أصغر) ولكن تبين فيما بعد خطأ هذا الاعتقاد، كتلته تساوي تقريباً كتلة البروتون، يوجد في أنوية الذرات، كما يمكن حتى يوجد خارجها حيث يدعى بالنيوترون الحر. النيوترون الحر غير مستقر له متوسط عمر قدره حوالي 886 ثانية (حوالي 15 دقيقة)، حيث يتحلل بعد هذه الفترة القصيرة إلى بروتون وإلكترون.
ولحتى النيوترونات غير مشحونة يجعل عبر القاسي كشفها أو التحكم بها، الأمر الذي أدى لتأخر اكتشافها. فقد اكتشفها عالم الفيزياء حامل جائزة نوبل "جيمس شادويك".
كما حتى النيوترونات الحرة (الإشعاعات النيوترونية) لها قدرتها العالية على النفاذ في المواد.
الطريقة الوحيدة لتغيير مسار النيوترون هي بوضع نواة في مساره، حيث يتم تصادم تام المرونة. لكن احتمال اصطدام نيوترون حر متحرك بنواة إحدى الذرات في المادة ضعيف جداً بسبب الفرق الضخم بين حجم النيوترون والنواة، فهما ً بحتى نواة الذرة أصغر كثيرا جدا عبر حجم الذرة (أي حتى الذرة تحوي فراغاً كبيراً)، مما يعطي النيوترونات قدرة كبيرة على الاختراق.
تستخدم النيوترونات في شطر أنوية اليورانيوم في المفاعلات النووية.وينتج عند انشطار نواة اليورانيوم نيوترونين في المتوسط، تتفاعل هي الأخرى مع نوايا يورانيوم أخرى، بهذا تتزايد النيوترونات وكذلك معدل الانشطار يزداد بما يسمى التفاعل المتسلسل. وفي المفاعل النووي توجد مواد لامتصاص النيوترونات الزائدة بحيث يبقى التفاعل متوازناً، ونستطيع بذلك إنتاج الطاقة عن طريق المفاعلات الذرية أو النووية.
اكتشاف النيوترون
تاريخ المحاولات طويل وكانت قد بدأت بتسقطات ومحاولة اثبات هذه التسقطات على أسس مختلفة مثل دراسة الخواص المميزة، دراسة اختلاف التصادم، دراسة الطاقة الفائضة الناتجة عنها في شجميع حرارة وكثير منها باء بالفشل.
كان رذرفورد قد تنبأ بوجودها عام 1920 وبعدها بعشر سنوات لاحظ الفيزيائيان الألمانيان والتر وهيربرت شيئاً غريباً عند إطلاقهما أشعة ألفا على عنصر البريليوم (عددها الذري 4). انبعثت عبر البريليوم اشعاعات متعادلة قادرة على اختراق 200 مم عبر الرصاص في حين حتى البروتونات كانت لا تستطيع اختراق 1 مم عبر الرصاص. افترض الاثنان حتى السبب هو إشعاعات عبر غاما عالية الطاقة.
بعدها اتى دور فهماء آخرين لفحص الأشعة عن كثب، حيث وضعوا حاجزا عبر شمع البارافين لقاء أشعة البريليوم فلاحظوا قدوم بروتونات عالية السرعة عبر البارافين. كانوا على فهم حينها حتى اشعاع غاما يفترض بها انتزاع الكترونات عبر المعادن لذا تسقطوا حتى نفس الشيء حاصل مع البروتونات في البارافين.
بعدها رفض العالم شادويك هذه الفكرة معللا السبب حتى انتزاع بروتونات بسرعات عالية كهذه ينبغي حتى تكون له طاقة مقدارها 50 مليون إلكترون فولت وبالمقارنة فإذا اشعاعات الفا كانت قادرة على إنتاج 14 مليون الكترون فولت تقريبا فقط..
وضع شادويك تجربة أخرى ليوضح ما يحدث أكثر حيث وضع بترة عبر البريليوم في غرفة مفرغة مع بعض البولونيوم. انبعثت اشعاعات الفا عبر البلونبوم والذي اعترض البريليوم. أثناء الاعتراض انطلقت أشعة متعادلة محيرة. وفي مسار الأشعة وضع شادويك حاجزا آخر وعندم اصطدمت به الأشعة، ضربت بذرات منه وأصبحت مشحونة فطارت نحو مجس جسيمات عبر النوع الغازي (تأين). قام شادويك بقياس التيار الناجم عن عملية التأين هذه وعليه استطاع حساب عدد الذرات وتسقط سرعتها. وبإعادة تجاربه على أهداف مختلفة استطاع الاقتناع والإقناع بحتى إشعاعات غاما لا تستطيع تفسير سرعة الذرات وبالتالي فإذا الاحتمال الأرجح والمعقول هو جسيمات متعادلة.
بعدها قام شادويك بقياس كتلة هذه الجسيمات ولكن بطريقة غير مباشرة حيث قاما بقياس جميع نواتج الاصطدام على البورون بدلا عبر البريليوم والذي انتج أيضا اشعاعات متعادلة فوضع هدفا حاجزا عبر الهيدروجين أمام الأشعة وعندما سقط التصادم وتطايرت بروتونات قام شادويك بقياس سرعة هذه البروتونات. بتطبيق قوانين بقاء الطاقة والزخم (كمية التحرك)، استطاع شادويك حساب كتلة جسيم النيوترون ليجد أنها 1.0067 عبر البروتون.
انظر أيضاً
النواة رباعية النيوترونات
المصادر
- ↑ 1935 Nobel Prize in Physics نسخة محفوظة 03 أكتوبر 2017 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Particle Data Group's Review of Particle Physics 2006 نسخة محفوظة 25 يناير 2017 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Cottingham, W. & Greenwood, D: "An introduction to the standard model of particle physics", page 1. Cambridge University Press, 2007
- ^ البروفسور الدكتور صلاح مصطفى (200ت-0ج-23). . العبيكان للنشر. ISBN . مؤرشف عبر الأصل في 26 يناير 2020.
- ^ Nuclear Twins: The Discovery of the Proton and Neutron نسخة محفوظة 22 يناير 2018 على مسقط واي باك مشين.
في كومنز صور وملفات عن: نيوترون
0 تعليقات
أضف تعليقا