Was ist ein Neutron?

Was ist ein Neutron?

Ein Neutron ist ein subatomares Teilchen, das (zusammen mit dem Proton und dem Elektron) Teil des Atoms ist. Neutronen und Protonen bilden den Atomkern und können auch Nukleonen genannt werden.

Der Unterschied in der Anzahl der Neutronen im Kern eines Atoms impliziert nicht die Variation in der Natur des Atoms selbst, sondern bestimmt das Isotop, zu dem es gehört.

Anfangs glaubte man, es handele sich um ein Elementarteilchen, später stellte sich jedoch heraus, dass es aus Quarks besteht. Konkret besteht es aus drei Quarks, einem up und zwei down. Das Neutron ist ein 1/2-Spin-Teilchen, also ein Fermion .

Im Folgenden beschreiben wir die wichtigsten Eigenschaften von Neutronen:

Was ist die Lebensdauer eines Neutrons?

Die Halbwertszeit eines Neutrons außerhalb des Kerns beträgt nur etwa 885 Sekunden (15 Minuten).

Was ist die Masse eines Neutrons?

Die Masse eines Neutrons beträgt 1,67492729 × 10 -27 kg.

Seine Masse kann aufgrund der fehlenden elektrischen Ladung nicht direkt massenspektrometrisch bestimmt werden. Sie kann jedoch durch Messung der Massen eines Protons und eines Deuterons abgeleitet werden. Ein Deuteron ist der Kern von Deuterium, einem Wasserstoffisotop mit der Ordnungszahl 1 (ein Proton).

Die Masse dieses Teilchens ist etwas größer als die des Protons.

Wie groß ist die elektrische Ladung eines Neutrons?

Die elektrische Gesamtladung des Neutrons beträgt 0 Coulomb.

Die erhaltene experimentelle Grenze liegt so nahe bei Null, dass das Neutron im Vergleich zur Ladung des Protons als ladungslos angesehen wird.

Die anderen Arten von subatomaren Teilchen sind geladen: Das Proton hat eine positive Ladung und das Elektron eine negative Ladung.

Wer hat das Neutron entdeckt?

James Chadwick, britischer Physiker und Nobelpreisträger, entdeckte 1932 das Neutron.

Als Ernest Rutherford sein Atommodell aufstellte, hielt er 1920 einen Vortrag vor der Royal Society. Darin argumentierte er, dass es im Atomkern ein anderes Teilchen ohne elektrische Ladung geben muss, um die Protonen zusammenzuhalten. 

Der erste Hinweis auf die Existenz dieses neuen Teilchens trat 1930 auf. Walther Wilhelm Georg Bothe und H. Becker entdeckten, dass das Beschuss von Beryllium mit Alphateilchen durchdringende Strahlung erzeugte. Ursprünglich wurde diese Strahlung für eine Art Gammastrahlung gehalten.

1932 schlug James Chadwick eine alternative Erklärung für ungeladene Teilchen vor, die ungefähr die gleiche Größe wie ein Proton haben.

Dieses neue Teilchen wurde wegen seiner neutralen elektrischen Ladung Neutron genannt.

Wie wichtig ist die Kernspaltung?

Neutronen sind ein wesentliches Element, um Kettenreaktionen in einem Kernreaktor zu erzeugen. Kernkraftwerke gewinnen Energie durch Kernspaltungsreaktionen.

Eine Kernspaltungsreaktion tritt auf, wenn ein Neutron auf den Kern eines Uranatoms trifft. Angereicherte Uranatome sind sehr instabil und der Aufprall reicht aus, um sie zu brechen. Bei jeder Reaktion werden zwei oder drei weitere freie Neutronen erzeugt, die mit anderen Brennstoffatomen kollidieren können.

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Veröffentlichungsdatum: 19. März 2019
Letzte Überarbeitung: 10. Dezember 2021