نوترون

● تاریخچه:‏
از آنجا که اتمها از نظر الکتریکی خنثی هستند، تعداد الکترونها و پروتونها در هر اتم بایستی برابر باشند. برای توجیه جرم کل اتمها ، ارنست رادرفورد در ۱۹۲۰ وجود ذراتی بدون بار را در هسته اتم مسلم دانست. چون این ذرات بدون بارند، تشخیص و تعیین خواص آنها مشکل است. ولی در ۱۹۳۲ جیمز چادویک نتیجه کارهای خود را درباره اثبات وجود این ذرات که نوترون (از واژه لاتین به معنای خنثی) نامیده می شوند، منتشر کرد.
او توانست با استفاده از داده های به دست آمده بعضی از واکنش های هسته ای مولد نوترون جرم نوترون را محاسبه کند. چادویک با در نظر گرفتن جرم و انرژی تمامی ذراتی که در این واکنشها مصرف و تولید می شوند، جرم نوترون را محاسبه کرد. جرم نوترون ۲۴-۱۰×۶۷۴۹/۱ g است که اندکی بیش از جرم پروتون (۲۴-۱۰×۶۷۲۶/۱ گرم) می باشد.
● معادله واکنش نوترونی:‏
گسیل نوترون برای اولین بار در سال ۱۹۳۲ در ضمن بمباران بریلیم با ذرات ‏آشکار شد در نتیجه گیراندازی ذره آلفا توسط هسته بریلیم هسته کربن ‏تشکیل و نوترون گسیل شد. بعدها شمار زیادی ‏واکنش های هسته ای کشف شد که نوترون آزاد می کردند. ‏
● انواع نوترون:
▪ نوترونهای سرد
▪ نوترونهای کند نوترونهای حرارتی
▪ نوترونهای تند نوترونهای سریع
▪ نوترونهای فوق سریع نوترونهای نسبیتی
● چشمه تولید نوترون:‏
برای به دست آوردن نوترون مثل سابق واکنش ذره آلفا با بریلیم معمول ‏است. حتی اکنون نیز آمپولهای محتوی آمیزه ای از ماده پرتوزای آلفا و گرد ‏بریلیم به عنوان چشمه تراکم نوترون به کار می رود. چنین چشمه نوترونی ‏را در نزدیکی اتاقک ابر ویلسون در حال کار قرار می دهیم که در آن لایه ‏نازکی از ماده محتوی هیدروژن مثلاً پارافین قراردارد.
روی عکسی که از این اتاقک گرفته شود ردهایی مشاهده می شود که از ‏این لایه خارج می شوند چنان که می توان از روی جنس یونش پی برد که ‏اینها ردهای پروتون هستند. تمام ردها به طرف جلو هستند. آنها با پروتونهایی ‏ایجاد شده اند که به علت برخورد نوترونهای تند گسیل شده از چشمه از ‏لایه خارج شده اند. خود نوترونها که از اتاقک می گذرند ردی ندارند.
بنابر این ، نوترونها یونش ‏قابل ملاحظه ای تولید نمی کنند، یعنی برخلاف ذرات باردار آنها با الکترونها ‏عملاً اندر کنش ندارند. نوترونها با گذر از میان ماده فقط با هسته های اتمی ‏اندرکنش می کنند. ولی نظر به اینکه اندازه هسته ها خیلی کوچک است، ‏برخورد نوترونها با آنها خیلی به ندرت صورت می گیرد. ‏
● ‏ آشکارسازی باریکه نوترونی:‏
برای اینکه نوترون یک ذره خنثی می باشد از مکانیزمهای آشکارسازی ذرات باردار نمی توان برای آشکار سازی نوترون استفاده کرد. اخیرا دانشمندان به کمک آشکارسازهای کوانتومی ، تداخل سنجهای نوترونی ، اسپکترومتر جرمی کوانتومی ، برخوردهای ذرات بنیادی ، بمباران نوترونی مواد و نیز واکنش های هسته ای از جمله واکنش زنجیری شکافت ، نوترونها را آشکارسازی نموده اند.