Neutron

Neutron je nenaelektrisana čestice unutar atoma. Njegov simbol je n. Nalazi se u atomskom jezgru. Ima masu od 1,293 MeV (za oko 0,14% više od protona). Spin neutrona je 1/2, pa tako podliježe Fermi-Diracovoj kvantnoj statistici, a ubraja se u barione.[1]

NuclearReaction
Neutroni izazivaju lančanu reakciju

Otkriće

Prve temelje postavio je 1930. Walther Bothe sa svojim studentom Herbertom Beckerom. Otkrili su jako elektromagnetno zračenje, koje su emitovali atomi berilija nakon što su ozračeni alfa-zracima atoma polonija, koje su prvenstveno uvrstili u gama zrake. Kasnije 1931. bračni par Curie (Irène i Frédéric) su ponovili eksperiment koristeći komoru za ionizaciju. Zračnje koje je emitovano nazvali su berilij zrake. James Chadwick, učenik Rutherforda, bio je mišljenja da se ne radi o berilij zračenju već o nepoznatim česticama. Rutheford je već 12 godina ranije smatrao da u atomskom jezgru mora postojati neutralna čestica.

Atomsko jezgro

Neutron je sastavna čestica svakog hemijskog elementa, s izuzetkom vodika čije se jezgro sastoji samo od jednog protona. Broj neutrona, budući da imaju gotovo istu masu kao protoni, odlučuje o kojem elementu kao i izotopu se radi. Svako atomsko jezgro koje broji 1 do 82 protona (tehnecij je izuzetak) može uz određeni broj neutrona ostati stabilno. Ukoliko se broj neutrona smanji ili poveća atomsko jezgro postaje nestabilno. Broj protona i neutrona, kod izotopa sa stabilnim jezgrom, ostaje isti sve do kalcija. Dalje, s većim rednim brojem, broj neutrona raste i na 1,5 više od broja protona. Kod elemenata s više od 83 protona (bizmut) nema više stabilnog jezgra.[1]

Životni vijek

Jedan slobodni neutron održava se u prosjeku oko 15 m (855 s). Tačna vrijednost nije poznata jer su pouzdana mjerenja veoma zahtjevna.[1]

Sile

Jaka i elektromagnetna sila

Među neutronima vlada jaka sila, koja je inače ograničena samo u radijusu atomskog jezgra, neutroni se za razliku protona ne odbijaju međusobno. Elektromagnetna sila iako slabi s kvadratom odstojanja nije ograničena na razdaljinu.[1]

Vrste neutrona

Postoje: slobodni, spori, brzi[1]:

  • Slobodni neutroni su u stanju da izazovu lančanu reakciju, a mogu ih i apsorbirati atomska jezgra.
  • Spori ili termički neutroni bivaju apsorbirani od atomskih jezgra emtirajući gama kvante.
  • Brzi neutroni izazivaju također lančane reakcije, prilikom toga nastaju radionuklidi.

Primjena i utjecaj na materiju

Oružje i energetika

Neutroni se primjenjuju kod nuklearnih reakcija (atomska bomba i elektrane). Neutronsko zračenje pogoršava osobine metala, te dovodi do kraćeg vijeka trajanja opreme u atomskim elektranama.[1]

Medicina

Zračenje je štetno za živu materiju, upotreba u radioterapiji ograničava se na posebne slučajeve.[1]

Također pogledajte

Reference

  1. ^ a b c d e f g Neutron sa chemie.de, pristupljeno 30.6.2015 (de)


Nuvola apps kalzium.svg Nedovršeni članak Neutron koji govori o fizici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.

Ajnštajnij

Ajnštajnij (latinski: einsteinium) jeste vještački hemijski element sa simbolom Es i atomskim brojem 99. U periodnom sistemu smješten je u grupu aktinoida (7. perioda, f-blok) te se prema tome ubraja u transuranijske elemente. Ajnštajnij je radioaktivni metal, koji se u laboratoriji može dobiti u jedva mjerljivim količinama. Otkriven je nakon probe prve američke hidrogenske bombe 1952. godine, a dobio je ime u čast Alberta Einsteina, iako on lično nije učestvovao u otkriću niti u izučavanju ovog elementa. U vrlo malim količinama nastaje u nuklearnim reaktorima. Metalni ajnštajnij kao i njegovi spojevi sintetiziraju se u vrlo malim količinama, uglavnom u svrhu proučavanja.

Beta-zrake

Beta-zraci ili β zračenje je ionizirajuće zračenje koje se javlja tokom radioaktivnog beta raspada. Radioaktivni nuklid koji emitira beta zračenje naziva se beta-emiter. Kod mnogo češćeg β− zračenja (beta minus), ovo zračenje se sastoji iz elektrona, dok se kod mnogo rjeđeg β+ zračenja (beta plus) sastoji iz pozitrona. Pri tome se radionuklid pretvara u izotop sljedećeg većeg (kod β−) ili sljedećeg nižeg (kod β+) elementa (beta prijelaz).

Naziv beta potječe od prve klasifikacije ionizirajućeg zračenja radioaktivnog raspada, koja dijeli alfa, beta i gama zračenje, koje u tom redu iskazuju povećanje svoje prodorne moći prolaska kroz materiju.

Kinetička energija emitiranih beta čestica se kontinuirano distribuira od nule do maksimalne vrijednosti karakteristične za odgovarajući beta prijelaz. To je moguće iz razloga što energije i impulsi tri čestice (beta čestice, koje se također generiraju: neutrino i kćerka jezgro) zavise od uglova između proizvoda raspada. Tipična maksimalna energija beta raspada reda je veličine stotine kiloelektronvolti (keV) do nekoliko megaelektronvolti (MeV).

Električni naboj

Električni naboj je temeljno očuvano svojstvo nekih subatomskih čestica, koje određuje njihovu elektromagnetnu interakciju. Električno nabijena materija utiče na, i stvara, elektromagnetna polja. Međudjelovanje između naboja i polja je izvor jedne od četiri fundamentalne sile, i to elektromagnetne sile.

Elektronski zahvat

Elektronski zahvat je proces u kojem nuklid bogat protonima apsorbira unutrašnji atomski elektron, time mijenjajući u jezgru proton u neutron i simultano uzrokujući emisiju elektron neutrina. Slijede različite emisije fotona, jer energija atoma opada na osnovno stanje novog nuklida.

Elektronski zahvat je osnovni način raspada izotopa sa relativno većim brojem protona u jezgru atoma, ali sa nedovoljnom energetskom razlikom između izotopa i njegove prospektivne kćerke (izobare) sa jednim manje pozitivnim nabojom za nuklid da bi se raspao emitiranjem pozitrona. Elektronski zahvat je alternativni način raspada radioaktivnih izotopa sa dovoljnom energijom da bi se raspali emisijom pozitrona. Ponekad se on naziva i inverzni beta-raspad, mada se ovaj pojam može također odnositi i na interakciju elektronskog antineutrina sa protonom.Ako je energetska razlika između roditeljskog atoma i atoma kćerke manja od 1,022 MeV, emisija pozitrona je zabranjena jer nema dovoljno dostupne energije raspada da bi izvela ta reakcija, te je elektronski zahvat jednostrani način raspada. Naprimjer, izotop rubidij-83 (sa 37 protona i 46 neutrona) će se raspasti na kripton-83 (36 protona i 47 neutrona) isključivo putem elektronskog zahvata (energetska razlika ili energija raspada iznosi 0,9 MeV).

Slobodni proton ne može biti pretvoren putem ovog procesa u normalnim okolnostima u slobodni neutron; proton i neutron moraju biti dijelovi većeg jezgra. U ovom procesu elektronskog zahvata, protona u jezgru hvata jedan elektron iz orbitale, obično iz K ili L elektronske ljuske, te se formira neutron a emitira elektronski neutrino.

Pošto se proton pretvori u neutron tokom elektronskog zahvata, broj neutrona u jezgru se povećava za jedan, broj protona se smanjuje za jedan, a atomska masa ostaje nepromijenjena. Međutim, promjenom broja protona, elektronski zahvat mijenja nuklid u novi hemijski elemenat. Atom, iako je još uvijek u neutralnom stanju naelektrisanja, sada postoji u pobuđenom stanju jer mu u unutrašnjoj ljusci nedostaje jedan elektron. Zatim elektron iz vanjske ljuske prelazi u ljusku gdje nedostaje jedan unutrašnji elektron odnosno opada u niže osnovno stanje. Tokom ovog procesa, elektron će emitirati foton x-zraka (vrsta elektromagnetskog zračenja) a drugi elektroni mogu emitirati i Augerove elektrone. Često i jezgro postoji u pobuđenom stanju, i emitira gama zrake tokom prelaska u osnovno stanje energije novog nuklida.

Elementarna čestica

Elementarne čestice preusmjerava ovdje. Za roman Michela Houellebecqa, pogledajte Elementarne čestice (roman)Elementarne ili temeljne čestice su u fizici čestice koje nemaju unutarnju strukturu, tj. nisu građene od nikakvih manjih čestica. Prema modernoj teoriji fizike čestica, tzv. Standardnom modelu, elementarne su čestice kvarkovi, leptoni i baždarni bozoni.

Prema starijoj teoriji koja nije poznavala kvarkove elementarne su čestice bili i hadroni (barioni kao što su proton i neutron, te mezoni), a dok nije bila poznata struktura atoma smatralo se je da su oni elementarne čestice.

Nedovršeni članak Elementarna čestica koji govori o fizici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.

Fermij

Fermij je hemijski element sa simbolom Fm i atomskim brojem 100. To je u potpunosti vještački dobijeni element koji ne postoji u prirodi. U periodnom sistemu nalazi se u grupi aktinoida (7. perioda, f-blok) te se ubraja u transuranijske elemente. Fermij je radioaktivni metal, ali koji zbog vrlo malih dostupnih količina do danas se zvanično ne smatra metalom. Otkriven je nakon testa američke hidrogenske bombe 1952. godine. Dobio je ime po Enricu Fermiju, mada Fermi nije učestvovao u otkriću elementa niti ga je istraživao.

Glicin

Glicin (Gly i G) ili α-aminosirćetna kiselina je najjednostavnija, od 20 aminokiselina koje ulaze u sastav proteinskih lanaca. U strukturi nema nijedan asimetrični atom ugljika. U organizmu se može proizvesti iz drugih aminokiselina, tako da ne spada u esencijalne aminokiseline.

Itrij

Itrij (latinski: ytrium) jeste hemijski element koji ima hemijski simbol Y i atomski broj 39. Spada u metale IIIB grupe periodnog sistema. To je srebrenasto svijetli prelazni metal, sličan lantanoidima, a često se ubraja u rijetke zemne elemente. Itrij se gotovo uvijek nalazi zajedno sa lantanoidima u rijetkim zemnim metalima i nikad se u prirodi ne može naći kao samorodni element. Ima samo jedan stabilan izotop 89Y, koji se jedini i može naći u prirodi.

Carl Axel Arrhenius je 1787. godine pronašao novi mineral nedaleko sela Ytterby u Švedskoj te mu dao ime ytterbit (gadolinit) po imenu sela. U Arrheniusovom uzorku, Johan Gadolin je 1789. godine otkrio itrij oksid, a Anders Gustaf Ekeberg je novom oksidu da ime yttria. Elementarni itrij je prvi put izolirao Friedrich Wöhler 1828. godine.Najvažniji vid upotrebe itrija je dobijanje fosforoscentnih boja, kao naprimjer za crvenu boju u starijim televizorskim ekranima na bazi katodnih cijevi (CRT ekrani) ali i za novije LCD ekrane. Također se koristi i u proizvodnji elektrodi, elektrolita, elektronskih filtera, lasera i superprovodnika; u razne medicinske svrhe kao i za dodavanje raznim materijalima radi poboljšanja njihovih osobina. Ne postoje dokazi da itrij ima neku biološku ulogu, a izlaganje spojevima itrija može dovesti do plućnih bolesti kod ljudi.

Kvark

Kvarkovi su subatomske čestice i jedna od dviju temeljnih građevnih struktura materije u Standardnom modelu. (Drugu temeljnu strukturu čine leptoni.) Kvarkove djelimo na tri porodice, s po dva kvarka u svakoj. Kvarkovi (i antikvarkovi) su jedine čestice koje interagiraju preko sve četiri fundamentalne sile u svemiru. Imaju spin 1/2, što znači da su fermioni, tj. podliježu Fermi-Diracovoj statistici. Objekti koji su sastavljeni od kvarkova nazivaju se hadroni, a poznati primjer hardona su proton i neutron. Nukleoni su sastavljeni od 3 kvarka, dok npr. pion, K mezon ili B mezon čine kvark i antikvark.

Magnetar

Magnetar je neutronska zvijezda sa izuzetno jakim magnetskim poljem, čiji raspad napaja emisiju ogromne količine visoko-energetskog elektromagnetnog zračenja, naročito X i gama zraka. Teoriju u vezi sa ovim objektima su formulisali Robert Duncan i Christopher Thompson godine 1992.

Prvi registrovani zapis eksplozije gama zraka, za koje se smatra da potiču od magnetara, su detektovani 5. marta 1979.

U sljedećoj dekadi, hipoteza o postojanju magnetara postala je široko prihvaćena kao moguće fizičko objašnjenje za opažene kosmičke objekte poznate kao mehki gama ponavljači i anomalni pulsari x-zraka.

N

N je 19. slovo bosanske abecede. Označava dentalni nazalni suglasnik. Znači i:

u glagoljici broj 70

u fizici oznaku za njutn, kao mjernu jedinicu za silu (N)

u hemiji simbol za dušik (N, nitrogen); također i za subatomsku česticu neutron (n0)

u SI sistemu jedinicu sile njutn (N) i prefiks nano (n, 10-9)

međunarodnu automobilsku oznaku za Norvešku

na geografskim kartama oznaku sjevera (N) i sjeverne geografske širine

Neutronska zvijezda

Neutronska zvijezda je kompaktna zvijezda kod koje težina zvijezde zavisi od pritiska slobodnih neutrona. Također se zove i degenerirana zvijezda. Neutron je elementarna čestica koja gradi atomsko jezgro. Neutroni su električki neutralni (po čemu su i dobili naziv), a koji za razliku od protona, mogu se sabijati i tako oformiti ekstremno velika "jezgra" čak i do nekoliko puta većih masa od mase Sunca. Neutronske zvijezde su prva bitna nebeska tijela čije postojanje je prvi put pretpostavljeno u teoriji (1933. god.) i kasnije (1968. god.) otkrivene, u prvom redu kao radio-pulsari.

Neutronske zvijezde imaju masu istog reda veličine kao i Sunce. Njihova veličina (radijus) je reda veličine 10 km, tj. 70000 puta manji je od Sunčevog. Tako je masa neutronske zvijezde sadržana u volumenu 70000³ ili približno 1014 puta manjem nego što je Sunčev, a srednja gustoća mase može biti 1014 puta veća nego gustoća Sunca. Tako gusta materija se ne može proizvesti u laboratoriju. Neutronske zvijezde su najgušći poznati objekti. To odgovara gustoći atomskog jezgra. Dakako, i neutronska zvijezda se može smatrati gigantskim atomskim jezgrom, vezanim gravitacionom silom.

Zbog njene male veličine i velike gustoće, neutronska zvijezda posjeduje površinsko gravitaciono polje koje je za 2×1011 veće od Zemljinog. Jedna od mjera za gravitaciju je i izlazna brzina, tj. brzina koju treba dati nekom tijelu da bi ono moglo izaći iz gravitacionog polja u beskonačnost. Za neutronsku zvijezdu takve brzine su tipično oko 100.000 km/s, što čini 1/3 brzine svjetlosti. Obratno: tijelo koje pada na površinu neutronske zvijezde bi se sudarilo sa zvijezdom također pri brzini od 100.000 km/s. Gledajući iz perspektive, ako bi prosječno ljudsko biće došlo u dodir sa neutronskom zvijezdom, oni bi se sudarili tako žestoko što bi proizvelo nuklearnu eksploziju od 100 megatona.

Neutronske zvijezde su jedne od nekoliko mogućih krajnjih tačaka evolucije zvijezda, pa se ponekad zato i zove mrtvom zvijezdom. Nastaju pri eksploziji supernove kao ostak masivne zvijezde (supernova tipa II ili Ib), ili kao ostatak kolabirajućeg bijelog patuljka od supernove tipa Ia.

Neutronske zvijezde su obično prečnika oko 20 km i imaju masu koja je za 1,4 puta veća od Sunčeve (Chandrasekarova granica, ispod koje bi umjesto toga bile bijeli patuljci), ali i manju masu od Sunčeve za oko 3 puta (inače bi bile crne rupe), te se okreću vrlo brzo (jedna revolucija može trajati čak od 30 sekundi do stotine sekundi).

Materija na površini neutronske zvijezde se sastoji redovito od nukleusa i joniziranih elektrona. Zvijezdina "atmosfera" je oko 1 m debljine, ispod koje se nalazi čvrsta "kora". U unutrašnjosti se nalazi jezgro sa rastućim brojem neutrona. Takvi nukleusi bi se brzo raspali na Zemlji, ali se održavaju u stabilnom stanju zahvaljujući velikim pritiscima. Još dublje, nalazi se tačka zvana tačka neutronskog curenja gdje slobodni neutroni ističu iz jezgra. U ovoj oblasti imamo jezgra, slobodne elektrone i slobodne neutrone. Nukleusi postaju sve manji i manji sve dok ne dosegnu jezgro, prema definiciji tačke gdje zajedno nestaju. Egzaktna priroda superguste materije u jezgru još nije sasvim razjašnjena. Neki istraživači označavaju ovu teoretsku materiju kao neutronij, mada ovaj termin može dovesti u nedoumicu i češće se koristi u naučnoj fantastici. To može biti supertečna mješavina neutrona sa nekoliko protona i elektrona, ali i druge visokoenergetske čestice poput piona i kaona mogu biti prisutne, pa čak i subatomska kvarkna materija. Ipak takve opsevacije još nisu otišle daleko i nisu dokazane.

Nuklearna fisija

Nuklearna fisija je proces u kojem se veliki nukleus može razbiti u dva nukleusa. U ovoj reakciji se također, kao propratna pojava, oslobađaju neutroni. Fisija elemenata sa velikom težinom izaziva exotermičku reakciju, što može da oslobodi ogromnu količinu energije.

Nuklearna fisija je glavni proces koji se koristi u nuklearnim elektranama. Isti ovaj proces je ponovljen u nuklearnoj bombi sa nekontrolisanom lančanom reakcijom.

Ima puno slobodne energije u nuklearnoj fisiji. Količina proizvedene energije je millionima puta veća nego ekvivalentna masa benzina. Ovo znači da je nuklearna fisija vrlo atraktivan način proizvodnje energije. Največi nedostatak je u tome što je nuklearni otpad radioaktivan hiljadama godina što predstavlja realan problem.

Nuklearna fuzija

Nuklearna fuzija je nuklearna reakcija u kojoj se više nuklearnih jezgra spaja i pri čemu se stvara teže nuklearno jezgro. Ona je praćena oslobađanjem ili apsorpcijom energije u zavisnosti od mase uključenih nuklearnih jezgara. Jezgra željeza i nikla imaju najveću energiju veze po nukleonu i zbog toga su ona stabilnija od svih drugih jezgara. Fuzija dva lakša jezgra od željeza ili nikla najčešće oslobađa energiju, dok fuzija jezgara koja su teža od željeza ili nikla apsorbira energiju, obratno je kod reverznog procesa, nuklearne fisije.

Protij

Protij je najčešći izotop vodika. Još postojeći izotopi vodika su deuterij i tricij. Ime protij potiče od grčke riječi proton (πρõτον - prvi).

Hemijski simbol za protij je 1H. Za razliku od deuterija i tricija, protij ne posjeduje neutron u atomskom jezgru, već samo jedan proton. Stoga ovaj izotop nije radioaktivan odnosno stabilan je. Obična voda (H2O) sadrži vodikov izotop protij.

Zastupljenost izotopa vodika je:

Protij (1H) 99,985 %

Deuterij (2H, D) 0,0145 %

Tricij (3H, T) 10–15 %

Proton

Proton je subatomska, nukleonska pozitivna čestica. On je dugovječni hadron nabijen pozitivnim elektricitetom sa formalnom oznakom p. Pored elektrona i neutrona, ubraja se u osnovne čestice od kojih je sastavljen atom.

Proton se sastoji od dva "up"-kvarka i jednog "down"-kvarka. Ova tri valentna kvarka su okružena sa jednim "oblakom" gluona i kvark-antikvark parova. Manje od 20% mase protona otpada na valentne kvarkove, dok ostatak otpada na gluone, koji su prenosioci jakih sila. . Promjer jednog slobodnog protona iznosi oko 1,7 · 10-15m. Proton, kao i neutron spada u barione.

Rakova maglina

Rakova maglina (također poznata kao Messier 1, M1, NGC 1952 i Taurus A) je ostatak supernove iz 1054. godine u sazviježđu Bika. Maglinu je prvi posmatrao John Bevis 1731. godine, a 1758. godine Charles Messier uvrstio je kao prvi objekt u svoj katalog (Messierov katalog).

Richard Feynman

Richard Phillips Feynman (New York, 11. maj 1918. - Los Angeles, 15. februar 1988. godine) je bio američki fizičar.Jedan od najutjecajnih američkih fizičara 20. vijeka i jedan od 10 najvećih fizičara, koji je naročito radio na polju kvantne elektrodinamike. Uz to što je bio nadatnuti predavač i amaterski muzičar, učestvovao je u razvoju atomske bombe, a bio je kasnije i član odbora koji je istraživao nesreću Space Shuttlea Challenger. Za svoj rad na kvantnoj elektrodinamici, Feynman je dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1965. godine, zajedno s Julianom Schwingerom and Shin-Ichirom Tomonagom.

Također je poznat po mnogim avanturama, opisanim u knjigama Surely You're Joking, Mr. Feynman!, What Do You Care What Other People Think? i Tuva or Bust!. Richard Feynman je bio u mnogim stvarima ekscentrik i slobodni duh.

„There's Plenty of Room at the Bottom“ (Mnogo je prostora na dnu) je naslov njegovog predavanja na sastanku Američkog fizičkog društva na Caltechu, 29. decembra 1959. Feynman razmotra mogućnost neposredne manipulacije pojedinačnih atoma, kao mnogo snažnijeg oblika sintetičke hemije, nego one korištene do tada.

K. Eric Drexler kasnije uzima Feynmanov koncept milijarde malih fabrika, i dodaje ideju da one mogu kopirati same sebe, kontrolisane računarom, umjesto ljudske kontrole. Ovo je Drexler iznio u svojoj knjizi iz 1986.: Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology.

Rubidij

Rubidij je hemijski element sa simbolom Rb i atomskim brojem 37. On je mehki, srebreno-sjajni metalni element iz grupe alkalnih metala sa atomskom masom 85,4678. Elementarni rubidij je veoma reaktivan, a njegove hemijske osobine slične su onima kod drugih alkalnih metala, kao što su vrlo brza oksidacija pri kontaktu sa zrakom. Prirodni rubidij je smjesa dva izotopa: 85Rb, jedinog stabilnog koji sačinjava 72% rubidija. Ostalih 28% je neznatno radioaktivni 87Rb koji ima vrijeme poluraspada od 49 milijardi godina, tri puta duže od procijenjene starosti svemira.

Njemački hemičari Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff otkrili su rubidij 1861. pomoći, tada novorazvijene, metode spektroskopije plamenom. Spojevi rubidija imaju raznolike hemijske i elektroničke načine primjene. Metalni rubidij vrlo lahko isparava i ima pogodan raspon apsorpcijskog spektra što ga čini vrlo čestom metom za lasersko manipuliranje atomima.

Za rubidij nije potpuno poznato da li je on neophodan za život živih organizama. Međutim, njegove ione živi organizmi mogu koristiti na način kako koriste ione kalija, tako što ih naprimjer biljne i životinjske ćelije uzimaju zbog identičnog naboja rubidija i kalija.

Drugi jezici

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.