{"id":20173,"date":"2020-07-06T12:24:23","date_gmt":"2020-07-06T12:24:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-neutron\/"},"modified":"2020-07-06T12:32:26","modified_gmt":"2020-07-06T12:32:26","slug":"was-ist-neutron","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-neutron\/","title":{"rendered":"Was ist Neutron?"},"content":{"rendered":"
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Was ist Neutron?<\/h2>\n

Ein Neutron<\/strong>\u00a0ist eines der\u00a0subatomaren Teilchen<\/a>\u00a0, aus denen Materie besteht.\u00a0Im Universum gibt es viele Neutronen, die\u00a0mehr als die H\u00e4lfte<\/strong>\u00a0aller sichtbaren Materie ausmachen.\u00a0Es hat\u00a0keine elektrische Ladung<\/strong>\u00a0und eine Ruhemasse von 1.67493 \u00d7 10\u221227 kg – etwas gr\u00f6\u00dfer als die des Protons, aber fast 1839 mal gr\u00f6\u00dfer als die des Elektrons.\u00a0Das Neutron hat einen mittleren quadratischen Radius von etwa 0,8 \u00d7 10 \u201315 m oder 0,8 fm und ist ein Spin-\u00bd-Fermion.<\/p>\n

Die Neutronen befinden sich<\/strong>\u00a0in den Kernen typischer Atome zusammen mit ihren positiv geladenen Gegenst\u00fccken, den Protonen.\u00a0Neutronen und Protonen, die \u00fcblicherweise als\u00a0Nukleonen bezeichnet werden<\/strong>\u00a0, sind im Atomkern miteinander verbunden und machen dort 99,9 Prozent der Atommasse aus.\u00a0Forschung in der\u00a0Teilchenphysik Hochenergie im 20. Jahrhundert zeigte ,\u00a0dass weder das Neutron noch das Proton\u00a0nicht ist<\/strong>\u00a0der kleinste Baustein der Materie.\u00a0Protonen und Neutronen<\/strong>\u00a0haben auch ihre Struktur.\u00a0Innerhalb der Protonen und Neutronen finden wir wahre Elementarteilchen, die\u00a0Quarks genannt werden<\/strong>\u00a0.\u00a0Im Kern sind Protonen und Neutronen durch\u00a0die starke Kraft miteinander verbunden<\/strong>Eine fundamentale Wechselwirkung, die das Verhalten der Quarks bestimmt, aus denen die einzelnen Protonen und Neutronen bestehen.<\/p>\n

Eine nukleare Stabilit\u00e4t<\/a>\u00a0wird durch den Wettbewerb zweier grundlegender Wechselwirkungen bestimmt.\u00a0Protonen und Neutronen werden durch starke Kraft voneinander angezogen.\u00a0Andererseits sto\u00dfen sich Protonen durch die elektrische Kraft aufgrund ihrer positiven Ladung gegenseitig ab.\u00a0Daher wirken Neutronen im Kern \u00e4hnlich wie Kernkleber, Neutronen ziehen sich gegenseitig und Protonen an, was dazu beitr\u00e4gt, die elektrische Absto\u00dfung zwischen Protonen auszugleichen.\u00a0Es gibt nur bestimmte Kombinationen von Neutronen und Protonen, die stabile Kerne bilden.\u00a0Zum Beispiel hat das am h\u00e4ufigsten vorkommende Nuklid des gemeinsamen chemischen Elements Blei (Pb) 82 Protonen und 126 Neutronen.<\/p>\n

\"Kurve<\/a>
Kurve der Kernbindungsenergie.
\nQuelle: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu<\/figcaption><\/figure>\n

Aufgrund der St\u00e4rke der Kernkraft\u00a0auf kurze Distanz<\/strong>\u00a0ist\u00a0die Kernbindungsenergie<\/a>\u00a0(die Energie, die erforderlich ist, um einen Atomkern in seine Bestandteile zu zerlegen) von Nukleonen um mehr als sieben Gr\u00f6\u00dfenordnungen gr\u00f6\u00dfer als die elektromagnetische Energie bindenden Elektronen in Atomen .\u00a0Kernreaktionen<\/a>\u00a0(wie\u00a0Kernspaltung<\/a>\u00a0oder\u00a0Kernfusion<\/a>\u00a0) haben daher eine Energiedichte, die mehr als das 10 000 000-fache der von chemischen Reaktionen betr\u00e4gt.
\nDie Kenntnis des Verhaltens und der Eigenschaften von\u00a0Neutronen<\/strong>\u00a0ist f\u00fcr die Erzeugung von\u00a0Kernkraft<\/a>\u00a0unerl\u00e4sslich\u00a0.\u00a0Kurz danach wurde das Neutron\u00a01932 entdeckt<\/strong>Es wurde schnell erkannt, dass Neutronen eine\u00a0nukleare Kettenreaktion<\/strong>\u00a0bilden k\u00f6nnten\u00a0.\u00a0Bei der Entdeckung der Kernspaltung im Jahr 1938 wurde klar, dass bei einer\u00a0Spaltreaktion, bei der freie Neutronen entstehen<\/strong>\u00a0, jedes dieser Neutronen eine weitere Spaltreaktion in einer\u00a0als Kettenreaktion<\/strong>\u00a0bekannten Kaskade\u00a0ausl\u00f6sen kann<\/strong>\u00a0.\u00a0Die Kenntnis der\u00a0Querschnitte<\/a>\u00a0(der Schl\u00fcsselparameter f\u00fcr die Wahrscheinlichkeit der Wechselwirkung zwischen einem Neutron und einem Kern) wurde f\u00fcr die Konstruktion von\u00a0Reaktorkernen<\/a>\u00a0und der ersten Atomwaffe von entscheidender Bedeutung (Trinity, 1945).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Struktur des Neutrons<\/span><\/h2>\n
\"Quarkstruktur<\/a>
Die Quarkstruktur des Neutrons.\u00a0Die Farbzuordnung der einzelnen Quarks ist beliebig, es m\u00fcssen jedoch alle drei Farben vorhanden sein.\u00a0Kr\u00e4fte zwischen Quarks werden durch Gluonen vermittelt.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Neutronen<\/span><\/strong>\u00a0und Protonen werden als\u00a0<\/span>Hadronen<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>subatomare Teilchen<\/span><\/a>\u00a0, die\u00a0<\/span>der starken Kraft<\/span><\/strong>\u00a0ausgesetzt sind\u00a0,<\/strong>\u00a0und als Baryonen\u00a0klassifiziert\u00a0,\u00a0da sie aus\u00a0<\/span>drei Quarks bestehen<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Das Neutron ist ein zusammengesetztes Teilchen aus zwei Abw\u00e4rtsquarks mit Ladung \u2212\u2153 e und einem Aufw\u00e4rtsquark mit Ladung + \u2154 e.\u00a0Da das Neutron\u00a0<\/span>keine elektrische Nettoladung hat<\/span><\/strong>\u00a0, wird es nicht durch elektrische Kr\u00e4fte beeinflusst, aber das Neutron hat eine\u00a0<\/span>leichte Verteilung der elektrischen Ladung<\/span><\/strong>\u00a0in sich.\u00a0Dies f\u00fchrt zu einem magnetischen Moment ungleich Null (Dipolmoment) des Neutrons.\u00a0Daher interagiert das Neutron auch \u00fcber elektromagnetische Wechselwirkungen, jedoch viel schw\u00e4cher als das Proton.<\/span><\/p>\n

Die Masse des Neutrons betr\u00e4gt\u00a0<\/span>939,565 MeV \/ c\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0, w\u00e4hrend die Masse der drei Quarks nur etwa 12 MeV \/ c\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0betr\u00e4gt\u00a0(nur etwa 1% der Massenenergie des Neutrons).\u00a0Wie das Proton liegt der gr\u00f6\u00dfte Teil der Masse (Energie) des Neutrons in Form der starken Kernkraft (Gluonen) vor.\u00a0Die Quarks des Neutrons werden von Gluonen zusammengehalten, den Austauschpartikeln f\u00fcr die starke Kernkraft.\u00a0Gluonen tragen die Farbladung der starken Kernkraft.<\/span><\/p>\n

Siehe auch:\u00a0<\/span>Struktur des Neutrons<\/span><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Eigenschaften des Neutrons<\/span><\/h2>\n

Die wichtigsten Eigenschaften von Neutronen sind nachstehend zusammengefasst:<\/span><\/p>\n