นิวตรอน

| --- | --- |
โครงสร้างควาร์กของนิวตรอน การกำหนดสีให้กับแต่ละควาร์กเป็นไปตามใจชอบ แต่ต้องแสดงทั้งสามสี แรงระหว่างควาร์กด้วยกันถูกไกล่เกลี่ยโดยกลูออน
Classification: แบริออน
ส่วนประกอบ: 1 อัพควาร์ก, 2 ดาวน์ควาร์ก
สถิติ (อนุภาค): Fermionic
อันตรกิริยาพื้นฐาน: แรงโน้มถ่วง, อย่างอ่อน, อย่างเข้ม, แรงแม่เหล็กไฟฟ้า
สัญลักษณ์: n n0 N0
ปฏิยานุภาค: ปฏินิวตรอน
ทฤษฎีโดย: เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด (1920)
ค้นพบโดย: James Chadwick (1932)
มวล: 1.674927471(21)×10−27 kg 939.5654133(58) MeV/c2 1.00866491588(49) u
อายุเฉลี่ย: 881.5(15) s (free)
ประจุไฟฟ้า: 0 e 0 C
Electric dipole moment: 2.9×10−26 e⋅cm  (upper limit)
Electric polarizability: 1.16(15)×10−3 fm3
Magnetic moment: −0.96623650(23)×10−26 J·T−1 −1.04187563(25)×10−3 μB −1.91304273(45) μN
Magnetic polarizability: 3.7(20)×10−4 fm3
สปิน: 1/2
Isospin: 1/2
Parity: +1
Condensed: I(JP) = 1/2(1/2+)
นิวตรอน (อังกฤษ: neutron) เป็น อนุภาคย่อยของอะตอม ตัวหนึ่ง มีสัญลักษณ์ n หรือ n0 ที่ไม่มี ประจุไฟฟ้า และมีมวลใหญ่กว่ามวลของ โปรตอน เล็กน้อย โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวมีมวลประมาณหนึ่งหน่วย มวลอะตอม โปรตอนและนิวตรอนประกอบกันขึ้นเป็น นิวเคลียส ของหนึ่งอะตอม และทั้งสองตัวนี้รวมกันเรียกว่า นิวคลีออน คุณสมบัติของพวกมันถูกอธิบายอยู่ใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์
นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวน Z ตัว โดยที่ Z จะเรียกว่า เลขอะตอม และนิวตรอนจำนวน N ตัว โดยที่ N คือ เลขนิวตรอน เลขอะตอมใช้กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม และเลขนิวตรอนใช้กำหนด ไอโซโทป หรือ นิวไคลด์ คำว่าไอโซโทปและนิวไคลด์มักจะถูกใช้เป็นคำพ้อง แต่พวกมันหมายถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางนิวเคลียร์ตามลำดับ เลขมวล ของอะตอมใช้สัญลักษณ์ A จะเท่ากับ Z+N ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และคาร์บอน-12 ที่เป็นไอโซโทปที่พบอย่างมากมายของมันมี 6 นิวตรอนขณะคาร์บอน-13 ที่เป็นไอโซโทปที่หายากของมันมี 7 นิวตรอน องค์ประกอบบางอย่างจะเกิดขึ้นเองในธรรมชาติโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเพียงหนึ่งตัว เช่นฟลูออรีน (ดู นิวไคลด์ที่เสถียร) องค์ประกอบอื่น ๆ จะเกิดขึ้นโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเป็นจำนวนมาก เช่นดีบุกที่มีสิบไอโซโทปที่เสถียร แม้ว่านิวตรอนจะไม่ได้เป็นองค์ประกอบทางเคมี มันจะรวมอยู่ใน ตารางของนิวไคลด์
ภายในนิวเคลียส โปรตอนและนิวตรอนจะยึดเหนี่ยวอยู่ด้วยกันด้วย แรงนิวเคลียร์ และนิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความมั่นคงของนิวเคลียส นิวตรอนถูกผลิตขึ้นแบบทำสำเนาในปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิวชั่น และ นิวเคลียร์ฟิชชัน พวกมันเป็นผู้สนับสนุนหลักใน การสังเคราะห์นิวเคลียส ขององค์ประกอบทางเคมีภายในดวงดาวผ่านกระบวนการฟิวชัน, ฟิชชั่นและ การจับยึดนิวตรอน
นิวตรอนมีบทบาทสำคัญในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ หลังจากที่เจมส์ แชดวิก ค้นพบนิวตรอนเมื่อปี 1932 ในทศวรรษต่อมานิวตรอนถูกนำมาใช้เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดกระบวนการแปรนิวเคลียสหลากหลายรูปแบบ (อังกฤษ: nuclear transmutation) หลังจากค้นพบวิธีนิวเคลียร์ฟิชชันเมื่อปี 1938 ทำให้ทุกคนเข้าใจทันทีว่า เมื่อกระบวนการฟิชชันทำให้เกิดนิวตรอนขึ้นมาแล้ว นิวตรอนแต่ละตัวเหล่านี้จะทำให้เกิดฟิชชันต่อไปได้อีกเป็นกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เหตุการณ์และการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่​​การสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่สามารถคงอยู่ได้เองอย่างต่อเนื่องเป็นครั้งแรก (Chicago Pile-1, 1942) รวมถึงอาวุธนิวเคลียร์ชิ้นแรก (ทรินิตี้ 1945)
นิวตรอนอิสระหรือนิวตรอนอิสระใด ๆ ของนิวเคลียสเป็นรูปแบบหนึ่งของ การแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออน ดังนั้นมันจึงเป็นอันตรายต่อชีวภาพโดยขึ้นอยู่กับปริมาณที่รับ สนาม "พื้นหลังนิวตรอน" ขนาดเล็กในธรรมชาติของนิวตรอนอิสระจะมีอยู่บนโลก ซึ่งเกิดจากมิวออนรังสีคอสมิก และจากกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติขององค์ประกอบที่ทำฟิชชันได้ตามธรรมชาติในเปลือกโลก แหล่งที่ผลิตนิวตรอนโดยเฉพาะเช่นเครื่องกำเนิดนิวตรอน, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการวิจัยและแหล่งผลิตนิวตรอนแบบสปอลเลชัน (อังกฤษ: Spallation Source) ที่ผลิตนิวตรอนอิสระสำหรับการใช้งานในการฉายรังสีและในการทดลองการกระเจิงนิวตรอน
คำว่า "นิวตรอน" มาจากภาษากรีก neutral ที่แปลว่า เป็นกลาง
เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นผู้ตั้งทฤษฎีการมีอยู่ของนิวตรอนเมื่อปี ค.ศ. 1920 โดยเขาพบว่าอะตอมของธาตุทุกชนิด เลขมวลจะมีค่าใกล้เคียงกับ 2 เท่าของเลขอะตอมเสมอ จึงสันนิษฐานได้ว่ามีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งที่ยังไม่ถูกค้นพบ