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中性子

辞書:科学用語の基礎知識 素粒子・名称編 (NPARTN)
読み:ちゅうせいし
外語:neutron 英語 , neŭtron/o エスペラント
品詞:名詞
2000/11/24 作成
2013/05/27 更新

電荷を持たない粒子で、陽子と共に原子核を構成する核子の一つ。

スピン量子数1/2のフェルミ粒子であり、パウリの排他原理が適用される。

  • 電荷: 0
  • 質量: 939.56563(28)MeV/c2 (1.674927211(84)×10−27kg)
  • 平均寿命: 887.0±2.0秒

反粒子は「反中性子」(n)である。

原子核

1個のu(アップクォーク)と、2個のd(ダウンクォーク)、つまりuddにより構成される粒子。

中性子や陽子は、クォーク三つがグルーオンで結束された粒子であり、これをバリオンという。

中性子は比較的大きな質量を持っているが、グルーオンには質量がなく、またクォークの質量も中性子や陽子が持つ質量の5%程度にしかならない。残る質量の95%の由来は、クォークとグルーオンの動きや相互作用によって発生するエネルギーである。これは、特殊相対性理論の公式E=mc2で表わされるように、エネルギーと質量が可換なためである。

原子核中の陽子の数を「原子番号」といい、この陽子の数が原子の性質を決める。同じ原子であっても、中性子が異なる(質量数が異なる)ものを同位体という。

重元素の生成

水素からまでの元素はビッグバン恒星核融合で作られたが、鉄より重い元素は中性子の吸収により生成された。

中性子は電荷を持たないためクーロン斥力が発生しないので、その周囲にある原子核と衝突して吸収されやすい。これにより中性子が過剰となり原子核が不安定になると、過剰な中性子がβ崩壊(電子γ線を放出する)して陽子となり、一つ原子番号の大きな元素となる。これを繰り返して、現在ある多くの重元素が生成されたと考えられている。

原子炉

中性子の流れは放射線の一つで、この運動エネルギーによって分類される。

原子炉では、中性子によって核分裂を誘発させエネルギーを発生させる。

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