Нейтрон

Нейтрон - частица, состоящая из протона и электрона.

В 1932, исследуя излучение, возникающее при бомбардировке бериллиевой мишени aльфа-частицами, Чедвик показал, что оно представляет собой поток нейтральных частиц - нейтронов. В 1935 году за это открытие получил Нобелевскую премию.

Нейтрон, как самостоятельная частица существует только в веществе нейтронной звезды, а также при распаде неустойчивых нуклидов, при этом время его существования максимум 15 минут.

Как это происходит?

В плазме, из которой состоят светящиеся звёзды, атомы химических элементов всё время то распадаются, то вновь рекомбинируют, не давая веществу сжаться до состояния нейтронного вещества. В проэволюционировавшей звезде, если в  центре неё достаточно большое давление, то каждый протон присоединяет к себе электрон, излучая нейтрино. Разнообразие химических элементов пропадает и вместе с этим плотность вещества возрастает в 10¹⁵   раз. Это и есть нейтронное вещество. В этом случае электрон вращается вокруг протона по очень близкой к нему орбите. Энергия связи заключена в излученном определённой частоты нейтрино.

И, наоборот, чтобы разъединить нейтрон, например, в составе ядра химического элемента необходимо нейтрону поглотить строго определённой частоты нейтрино. Эта реакция называется бета-распад.

Аналогичен бета-распад и у свободного нейтрона. В течение 15 минут определённой частоты нейтрино попадает в сечение взаимодействия нейтрона. Нейтрон поглощает нейтрино, и распадается на протон и электрон.  До сих пор считавшийся распад нейтрона на протон, электрон и антинейтрино следует считать ошибочным.

Как отдельная частица в составе ядра химического элемента нейтрон не существует. При простейшей реакции термоядерного синтеза событие синтеза наступает при выполнении двух условий. Необходимое условие - это сближение двух протонов и электрона на критическое расстояние (расстояние соизмеримое с размерами взаимодействующих частиц). Достаточное условие - взаимодействующие частицы должны излучить строго определённых частот фотон и нейтрино. В результате этой реакции получается ядро дейтерия, состоящее из двух протонов и одного электрона. Этот электрон обращается поочерёдно вокруг каждого протона. Как отдельная частица нейтрон в ядрах атомов не существует. Получается эффект как алгебраическая сумма зарядов равная в данном случае плюс единице. Поэтому в данном случае нейтрон виртуальный. Дейтерий очень устойчивый нуклид. А вот следующий изотоп водорода тритий неустойчивая система. Ядро трития состоит из трёх протонов и двух электронов, которые по очереди обращаются вокруг протонов. Данная система уже не очень устойчивая. Считается, что полураспад трития - 12 лет. Распад ядра трития происходит лишь в случае поглощения нейтрино строго определённой частоты. Ядро трития излучает электрон. Это называют бета-распад. В результате получается устойчивый нуклид - гелий-3. В ядре гелий-3 один электрон обращается поочерёдно вокруг трёх протонов. Получается, что  устойчивость ядер нуклидов зависит от компактности пространственного расположения протонов и количественного соотношения протонов и электронов.

Используемые источники
1. Николаев С.А. "Эволюционный круговорот материи во Вселенной". 6-ое издание, СПб, 2010 г., 320 с.