Home
ค้นหาศัพท์
       |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 
       |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 
 

A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!

สถิติ

ผู้เยี่ยมชม: 3709628
ขณะนี้มี 25 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
นิวตรอน (neutron) PDF พิมพ์
สุรศักดิ์ พงศ์พันธุ์สุข
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติิ

    อนุภาคมูลฐานที่ประจุเป็นกลาง มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 10-15 เมตร และมีมวล 1.6749 x 10-27 กิโลกรัม (939.573 MeV/c2) ซึ่งมากกว่ามวลของโปรตอนเล็กน้อย (0.2 เปอร์เซ็นต์) และมากกว่ามวลของอิเล็กตรอน 1,838 เท่าตัว โดยนิวตรอนประกอบขึ้นจากอัปควาร์ก (up quark หรือ u) 1 อนุภาค กับดาวน์ควาร์ก (down quark หรือ d) 2 อนุภาค

    นิวตรอนเป็นองค์ประกอบหนึ่งของนิวเคลียสของอะตอม โดยยึดรวมอยู่กับโปรตอน เป็นนิวเคลียสอยู่ตรงกลาง และมีอิเล็กตรอนโคจรรอบนิวเคลียส

องค์ประกอบของนิวตรอน

โครงสร้างของอะตอม

     นอกจากนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจนแล้ว นิวเคลียสของอะตอมทุกธาตุ ล้วนประกอบด้วยนิวตรอนและโปรตอนทั้งสิ้น นิวเคลียสของอะตอมของแต่ละธาตุอาจมีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกันได้เรียกว่า ไอโซโทป เช่น อะตอมไฮโดรเจนมี 3 ไอโซโทป ได้แก่ โพรเทียมหรือไฮโดรเจนธรรมดาซึ่งในนิวเคลียสมีเพียงโปรตอน 1 อนุภาค ดิวเทอเรียมหรือไฮโดรเจนมวลหนักซึ่งในธรรมชาติมีอยู่เพียง 0.015 เปอร์เซ็นต์มีนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอน 1 อนุภาคกับนิวตรอนอีก 1 อนุภาค และทริเทียมซึ่งเป็นไอโซโทปที่สังเคราะห์ขึ้น มีนิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอน 1 อนุภาคกับนิวตรอน 2 อนุภาค

ไอโซโทป 3 ชนิดของไฮโดรเจน

    นิวตรอนที่หลุดเป็นอิสระออกมาจากนิวเคลียสจะคงตัวอยู่ได้ไม่นาน โดยเฉลี่ย 885.7+/-0.8 วินาที (ไม่เกิน 15 นาที) ก็สลายเป็นโปรตอนโดยปล่อยอิเล็กตรอน (e-) กับแอนตินิวทริโน ( )ออกมาด้วย

การสลายของนิวตรอนอิสระ

     นิวตรอนที่อยู่ภายในนิวเคลียสก็เกิดการสลายได้เช่นเดียวกับนิวตรอนอิสระ โดยจะเกิดในกรณีที่นิวเคลียสของอะตอมกัมมันตรังสี เช่น ซีเซียม-137 ซึ่งนิวเคลียสมีนิวตรอนมากเกินไป จะเกิดการสลายกัมมันตรังสี (radioactive decay) โดยนิวตรอนที่มีมากเกินไปสลายทำนองเดียวกับนิวตรอนอิสระ แต่โปรตอนที่เกิดขึ้นยังคงอยู่ในนิวเคลียสและไปเพิ่มจำนวนโปรตอนให้กับนิวเคลียสนั้น ทำให้เกิดการแปรธาตุจากซีเซียม-137 กลายเป็นแบเรียม-137 ซึ่งมีความเสถียรมากขึ้น ส่วนอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นก็ถูกปล่อยออกสู่ภายนอกอะตอมซึ่งเรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่าอนุภาคบีตา การสลายเช่นนี้จึงเรียกว่า การสลายให้อนุภาคบีตา (beta decay)

การสลายให้อนุภาคบีตา

     อะตอมขนาดใหญ่ เช่น เรเดียม-226 หรือยูเรเนียม-238 มีการสลายกัมมันตรังสีแบบให้อนุภาคแอลฟา ซึ่งประกอบด้วยโปรตอน 2 อนุภาคกับนิวตรอน 2 อนุภาค ซึ่งถ้าปล่อยให้อนุภาคแอลฟา ไปกระทบวัสดุที่มีองค์ประกอบเป็นอะตอมธาตุเบา เช่น เบริลเลียม คาร์บอน ออกซิเจน (รวมทั้งไฮโดรเจน) สามารถทำให้เกิดนิวตรอนอิสระออกมาได้ 1x106 ถึง 1x108 อนุภาคต่อวินาที ยกตัวอย่างต้นกำเนิดนิวตรอนชนิดที่ใช้ธาตุเบริลเลียม อนุภาคแอลฟาทุก ๆ 1 ล้านอนุภาคที่ปล่อยเข้าไปกระทบ จะผลิตนิวตรอนอิสระได้ 30 อนุภาค ตามสมการนี้

 

      ต้นกำเนิดนิวตรอนอีกแบบหนึ่งอาศัยการสลายกัมมันตรังสีแบบหนึ่งที่เกิดได้กับอะตอมขนาดใหญ่ คือ การแบ่งแยกนิวเคลียส (nuclear fission) เกิดได้จากการปล่อยนิวตรอนอิสระเข้าไปในนิวเคลียสเช่นยูเรเนียม-235 ซึ่งจะจับยึดนิวตรอนนั้นเอาไว้ (neutron capture) กลายเป็นยูเรเนียม-236 ซึ่งจะสลายต่อไปโดยการแบ่งแยกออกเป็น 2 นิวเคลียส คือ นิวเคลียสของอะตอมคริปทอน-92 และแบเรียม-141 พร้อมกับปล่อยพลังงานกับนิวตรอนอีก 2-3 อนุภาคออกมา ซึ่งถ้านิวตรอนที่เกิดใหม่เหล่านี้ไปกระทบนิวเคลียสของอะตอมยูเนียม-235 ได้อีกเรื่อย ๆ ก็สามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่แบ่งแยกนิวเคลียส (fission chain reaction) ได้ ซึ่งเป็นหลักการที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

ขั้นตอนการเกิดการแบ่งแยกนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียม-235

    ต้นกำเนิดนิวตรอนยังมีอีกหลายชนิด เช่น เครื่องเร่งอนุภาค รวมทั้งในธรรมชาติก็คือจากรังสีคอสมิก

< ก่อนหน้า   ถัดไป >