Открытие нейтрона

Открытие нейтрона

В массах ядер обнаружилась любопытная закономерность: массы всех ядер, в том числе изотопов, с высокой точностью были кратны массе протона.

Это навело Резерфорда на мысль, что атомное ядро состоит из частиц двух типов - протонов и нейтральных частиц с массой, примерно равной массе протона.

Но как «поймать» эти нейтральные частицы? Ведь их очень трудно зарегистрировать - из-за того, что нейтральные частицы не испытывают электрических взаимодействий, они легко пронизывают вещество, или, как говорят, обладают большой проникающей способностью.

Поэтому открытия предсказанных Резерфордом нейтральных частиц пришлось ждать целых 12 лет. Но их все-таки обнаружили, причем именно по «главной улике» - большой проникающей способности. При облучении Открытие нейтрона 1частицами атомов бериллия было зарегистрировано излучение, пронизывающее 20-сантиметровую свинцовую плиту, которая задерживала все другие виды излучений. Проходя затем через парафин, это излучение выбивало протоны большой энергии, и уже по свойствам вылетевших протонов были установлены свойства «неуловимых» нейтральных частиц.

Ученик Резерфорда Джеймс Чедвик доказал, что эти частицы являются предсказанными Резерфордом нейтральными «двойниками» протона. Вследствие их нейтральности их назвали нейтронами.

В отличие от протона и электрона нейтрон не является стабильной частицей, то есть не может существовать «сам по себе» сколь угодно долго. Среднее время жизни нейтрона - около 15 минут, после чего он распадается на протон, электрон и еще одну нейтральную частицу, которая называется антинейтрино. Эта частица обладает намного большей проникающей способностью, чем нейтрон (см. рис. 30.1). О ней и ее двойнике - нейтрино мы расскажем в § 34. Мир элементарных частиц.

Хотя «неуловимость» нейтрона «задержала» его открытие, она оказалась самым ценным его свойством с точки зрения практического применения. Дело в том, что, как мы увидим ниже (см. § 33. Ядерная энергетика), именно благодаря высокой проникающей способности нейтроны оказались наиболее подходящим средством для «зажигания» ядерных реакций в реакторах.

Открытие нейтрона 2 Рис. 30.1. Нейтрино и антинейтрино обладают настолько большой проникающей способностью, что легко «пронизывают» земной шар. Но и эти частицы физики все-таки смогли обнаружить.


Квантовая физика.