El Neutrón

El Neutrón

Sir James Chadwick

En 1932 descubrió que las radiaciones emitidas por el berilio cuando se bombardeaba con partículas α eran neutrones. Por su trabajo en la identificación del neutrón le fue otorgado el premio nobel de física en 1935.

Descubrimiento del Neutrón

En 1930 los físicos alemanes W. Bothe y H Becker produjeron una radiación muy penetrante bombardeando núcleos de Be con partículas α de 5.3 MeV, procedentes de una fuente radioactiva.

Ya que la radiación podía penetrar físicamente varios centímetros de plomo, y no era desviada por campos eléctricos o magnéticos, se supuso que consistía de rayos altamente energéticos.

En un intento por medir los coeficientes de absorción Irene Curie-Joliot y su esposo, colocaron absorbentes como Ag, Cu, y Pb entre la fuente de radiación y una cámara de ionización. Los absorbentes tenían poco o ningún efecto. Sin embargo, cuando se usaban absorbentes ricos en hidrogeno (agua, parafina, celofán), la ionización tenia mayor intensidad. Esto los condujo a pensar que los rayos ϒ estaban siendo dispersados por protones, en forma semejante al efecto Compton.

Fuente de Neutrones

El radio de un emisor radioactivo, y cuando se mezcla con berilio, las partículas α expulsan electrones del berilio, los neutrones son emitidos por esta mezcla de acuerdo con la reacción de la ecuación.

El haz de neutrones no es monoenergético, ya que se produce neutrones de diferentes energías.

Partículas Cargadas Aceleradas

Esta reacción tiene ventaja debido a que se conoce la energía del neutrón emitido. Ya que un neutrón es mas ligero que la partícula α, se llevara la mayoría parte de la energía disponible de la reacción en forma de energía cinética. La masa de “entrada” en esta reacción es

Y la masa de “Salida” es

La energía disponible es 0.0189 uam x 931 MeV/uam = 17.6 MeV. Esta representa la máxima energía transportada por los neutrones. Ya que la energía y el momento se conservaran, la energía se puede determinar a partir del ángulo al cual son emitidos los neutrones con respecto a las partículas incidentes.

Reacción de separación

Esta muestra un déficit de masa en un sentido negativo. La masa de “salida” es mayor que la masa de “entrada”, y se requiere energía del exterior para iniciar la reacción. Esta se conoce como reacción endoergica

Detección de Neutrones

Una forma de detectar neutrones es a través de la ionización producida por las partículas cargadas creadas

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