## المقدمة
النيوترون هو أحد الجسيمات الأولية الثلاثة التي يتكون منها الذرة، إلى جانب البروتون والإلكترون. يتكون النواة الذرية من بروتونات ونيوترونات، بينما يدور الإلكترونات حول النواة. يمتلك النيوترون كتلة أكبر من البروتون، لكنه ليس له شحنة كهربائية، مما يجعله جسيمًا متعادلًا. لعب النيوترون دورًا مهمًا في فهم بنية الذرة وتفاعلاتها النووية.
## اكتشاف النيوترون
في عام 1932، اكتشف العالم البريطاني جيمس تشادويك النيوترون. تمكن تشادويك من اكتشاف النيوترون من خلال دراسة عملية تحلل ألفا للنيتروجين-14. انبعثت جسيمات ألفا من النيتروجين-14، والتي تتكون من بروتونين ونيوترونين، وبعد اصطدام جسيمات ألفا مع ذرات البريليوم، تم إنتاج النيوترونات.
## خصائص النيوترون
– **الكتلة:** كتلة النيوترون أكبر قليلاً من كتلة البروتون، حيث تبلغ كتلة النيوترون 1.674927471(21)×10^-27 كيلوغرام، وهي أكبر بحوالي 0.14٪ من كتلة البروتون.
– **الشحنة الكهربائية:** النيوترون ليس له شحنة كهربائية، مما يجعله جسيمًا متعادلًا.
– **العمر الافتراضي:** النيوترون غير مستقر ويتحلل إلى بروتون وإلكترون ونيوترينو إلكتروني، ويبلغ متوسط عمر النيوترون الحر 885.7(8) ثانية.
## تفاعلات النيوترون
– **الامتصاص:** يمكن للنيوترونات أن تمتصها الأنوية الذرية، مما يؤدي إلى تحويل النواة إلى نظير أثقل.
– **التبعثر:** يمكن للنيوترونات أيضًا أن تتبعثر على الأنوية الذرية، مما يؤدي إلى تغيير اتجاه حركتها.
– **الاندماج النووي:** يمكن للنيوترونات أن تندمج مع الأنوية الذرية الأخرى، مما يؤدي إلى تكوين نواة أثقل وإطلاق الطاقة.
## تطبيقات النيوترون
– **المفاعلات النووية:** تستخدم النيوترونات في المفاعلات النووية لتقسيم ذرات اليورانيوم أو البلوتونيوم، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة.
– **الأسلحة النووية:** تستخدم النيوترونات في الأسلحة النووية لإحداث تفاعل انشطاري متسلسل، مما يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة.
– **التصوير المقطعي المحوسب:** تستخدم النيوترونات في التصوير المقطعي المحوسب (CT) لتكوين صور مقطعية للجسم.
## نيوترونات النجوم النيوترونية
– **النجوم النيوترونية:** النجوم النيوترونية هي نوع من النجوم الميتة التي تتكون في الغالب من النيوترونات.
– **تكوين النجوم النيوترونية:** تتشكل النجوم النيوترونية عندما ينفجر نجم ضخم في نهاية حياته، ويتقلص النواة إلى حجم صغير للغاية.
– **خصائص النجوم النيوترونية:** تتميز النجوم النيوترونية بكثافتها العالية جدًا، حيث تتكون من مادة نووية شديدة الكثافة.
## نيوترونات الأشعة الكونية
– **الأشعة الكونية:** الأشعة الكونية هي جسيمات عالية الطاقة تأتي من الفضاء الخارجي.
– **تكوين الأشعة الكونية:** تتكون الأشعة الكونية من بروتونات ونيوترونات وجسيمات أخرى.
– **خصائص الأشعة الكونية:** تتميز الأشعة الكونية بطاقتها العالية جدًا، حيث يمكن أن تكون طاقة بعض الأشعة الكونية أكبر بكثير من طاقة الجسيمات التي يتم إنتاجها في المسرعات.
## الخاتمة
النيوترون هو جسيم أولي مهم يلعب دورًا رئيسيًا في بنية الذرة وتفاعلاتها النووية. اكتشف النيوترون في عام 1932، ولديه كتلة أكبر قليلاً من كتلة البروتون، وليس له شحنة كهربائية. يمكن للنيوترونات أن تتفاعل مع الأنوية الذرية من خلال الامتصاص والتبعثر والاندماج النووي. تستخدم النيوترونات في العديد من التطبيقات، بما في ذلك المفاعلات النووية والأسلحة النووية والتصوير المقطعي المحوسب.