Neutrón

Um neutrón é um barión neutro formado por dois quarks abaixo e um quark acima. Forma, junto com os protones, os núcleos atómicos. Fora do núcleo atómico é instável e tem uma vida média de uns 15 minutos (885.7 ± 0.8 s),^[2] emitindo um elétron e um antineutrino para converter-se em um protón. Sua massa é muito similar à do protón.

O neutrón é necessário para a estabilidade de quase todos os núcleos atómicos (a única excepção é o hidrógeno), já que interactúa fortemente se atraindo com os protones, mas sem repulsión electrostática.

História

Ernest Rutherford propôs pela primeira vez a existência do neutrón em 1920 , para tratar de explicar que os núcleos não se desintegrasen pela repulsión electromagnética dos protones.

No ano 1909, na Alemanha, Walther Bothe e H. Becker descobriram que se as partículas alfa do polonio, dotadas de uma grande energia, caíam sobre materiais livianos, especificamente berilio, boro ou litio, se produzia uma radiación particularmente penetrante. Em um primeiro momento pensou-se que eram raios gama, ainda que estes eram mais penetrantes que todos os raios gamas até esse então conhecidos, e os detalhes dos resultados experimentales eram difíceis de interpretar sobre estas bases.

Em 1932 , em Paris , Irène Joliot-Curie e Frédéric Joliot mostraram que esta radiación desconhecida, ao golpear parafina ou outros compostos que continham hidrógeno, produzia protones a uma alta energia. Isso não era inconsistente com a suposição de que eram raios gamas da radiación, mas uma detalhada análise cuantitativo dos dados fez difícil conciliar a já mencionada hipótese.

Finalmente (no final de 1932) o físico inglês James Chadwick, na Inglaterra, realizou uma série de experimentos dos que obteve uns resultados que não concordavam com os que prediziam as fórmulas físicas: a energia produzida pela radiación era muito superior e nos choques não se conservava o momento. Para explicar tais resultados, era necessário optar por uma das seguintes hipóteses: ou bem se aceitava a não conservação do momento nas colisões ou se afirmava a natureza corpuscular da radiación. Como a primeira hipótese contradizia as leis da física, se optou pela segunda. Com esta, os resultados obtidos ficavam explicados mas era necessário aceitar que as partículas que formavam a radiación não tinham ónus eléctrica. Tais partículas tinham uma massa muito semelhante à do protón, mas sem ónus eléctrico, pelo que se pensou que eram o resultado da união de um protón e um elétron formando uma espécie de dipolo eléctrico. Posteriores experimentos descartaram a ideia do dipolo e conheceu-se a natureza dos neutrones.

Fisión nuclear

Artigo principal: Fisión

Os neutrones são fundamentais nas reacções nucleares: uma reacção em corrente produz-se quando um neutrón causa a fisión de um átomo fisible, se produzindo um maior número de neutrones que causam a sua vez outras fisiones. Segundo esta reacção produza-se de forma controlada ou incontrolada tem-se o seguinte:

Reacção incontrolada: só se produz quando se tem uma quantidade suficiente de combustível nuclear -massa crítica-; fundamento da bomba nuclear.
Reacção controlada: mediante o uso de um moderador no reactor nuclear; fundamento do aprovechamiento da energia nuclear.