中子

中子是一种不带电的粒子，自旋与原子相同电子质量略大于a质子质量。在自由空间中，它衰变为一个质子、一个电子和一个反中微子，半衰期约为12-13分钟，与与原子核相互作用的寿命相比，这个半衰期是如此之大，以至于粒子主要是通过这种相互作用消失的。

中子束可能以多种方式产生。一种现代的方法是从一个物体中提取高强度光束核反应堆．一种更简单但昂贵的装置是混合使用镭和铍。由镭发射的α (α)粒子与铍原子核反应产生a丰富的中子的输出。中子是一种主要的原子核组成并负责核结合。自由中子与原子核相互作用的方式多种多样，这取决于它的性质速度以及目标的性质。普通的相互作用包括散射(弹性和非弹性)，吸收，并被原子核捕获以产生新的元素。与电子不同，中子失去了能源显著地通过弹性碰撞，因为它的质量堪比原子的质量低原子序数．(根据力学定律，在弹性碰撞中，平均而言，一个物体会向另一个质量相等的物体损失一半的能量。)

每一个中子所传递能量的平均分数碰撞，表示为(ΔE/E）_一个v的两倍。原子质量数（一个)原子除以质量数的平方加一;也就是说,

因此，只需要18次、25次、42次、90次和114次碰撞就可以使热化运动相对于周围原子)氢中的快中子，氘，氦，铍,碳,分别。

纯吸收并不会产生新元素，即使它有时伴随着伽马射线的发射。在捕获的某些情况下，放射性其次，通常产生β (β)粒子。在另一类相互作用中，一个重带电粒子被喷射出来(如α粒子或质子);生成的原子核通常具有放射性，但并不总是如此。例如，中子对硼的反应产生α粒子提供了基础α粒子焊接．这种焊接是由苏联化学家V.I. Goldansky发明的，原理是沉积一层薄薄的硼(或锂)。复合之间的界面多样化的材料，然后用中子辐照。高能α粒子产生于核反应把这些材料焊接在一起。

中子的特殊相互作用用衍射，核裂变,核聚变．衍射，表现为低能中子(大约等于或小于0.05 eV)，证明了他们波与德布罗意的理论一致假设物质的波动特性。中子衍射补体x射线定位技术:用于确定分子和晶体中原子位置的技术，尤指低原子序数的原子，如氢原子裂变一个重原子核(自发地或在例如中子的撞击下)分裂成两个较小的原子核，并释放出能量和中子。自发裂变率和由非中子引起的裂变截面是如此之小，以至于在大多数应用中只有中子引起的裂变是重要的。还有，中子诱导裂变横截面取决于所涉及的特定同位素(具有相同原子序数和相似化学行为但原子质量不同的元素的种类)和中子能量。裂变过程本身会产生快中子，当弹性散射适当地减慢这些中子的速度时(这一过程称为缓和)，它们又会随时准备爆炸诱导更多的裂变。产生的中子与吸收的中子之比称为中子数繁殖的因素。当这个因素超过了单位，a连锁反应可启动，这是核动力反应堆和其他裂变装置的基础。原子链由不定吸收、泄漏和其他不再生中子的反应组合而终止。在反应堆运行的功率水平上，损失率总是通过裂变平衡产生率。匈牙利出生的美国物理学家尤金·p·维格纳在考虑快中子可能产生的影响的过程中，他在1942年提出能量转移从中子到原子的碰撞可能导致重要的结果物理化学变化。这种现象被称为维格纳效应它实际上是1943年由美国化学家米尔顿·伯顿和T.J.诺伊伯特发现的，并对石墨和其他材料产生了深远的影响。