انبعاث النيوترون

انبعاث النيوترونات هو أحد أنماط الاضمحلال الإشعاعي حيث يتم إخراج نيوترون واحد أو أكثر من النواة . ويحدث ذلك في النويدات الأكثر ثراءً بالنيوترونات/نقصًا في البروتونات ، وكذلك من الحالات المثارة لنويدات أخرى كما هو الحال في انبعاث الفوتون النيوتروني وانبعاث النيوترونات المتأخرة بيتا. ونظرًا لأن هذه العملية لا تفقد سوى نيوترون واحد، فإن عدد البروتونات يظل دون تغيير، ولا تصبح الذرة ذرة لعنصر مختلف، بل نظيرًا مختلفًا لنفس العنصر.

يتم إنتاج النيوترونات أيضًا في الانشطار التلقائي والمستحث لبعض النويدات الثقيلة.

انبعاث النيوترونات التلقائي

نتيجة لمبدأ استبعاد باولي ، فإن النوى التي تحتوي على فائض من البروتونات أو النيوترونات لها متوسط طاقة أعلى لكل نوكليون. النوى التي تحتوي على فائض كافٍ من النيوترونات لها طاقة أكبر من اتحاد نيوترون حر ونواة بها نيوترون أقل، وبالتالي يمكن أن تتحلل عن طريق انبعاث النيوترونات. توصف النوى التي يمكن أن تتحلل بهذه العملية بأنها تقع خلف خط تنقيط النيوترونات .

من الأمثلة على النظائر التي تنبعث منها النيوترونات البريليوم-13 (الذي يتحلل إلى البريليوم-12 بمتوسط عمر افتراضي يبلغ 1000 سنة).2.7 × 10 ⁻²¹ ثانية ) والهيليوم-5 ( الهيليوم-4 ،7 × 10 ⁻²² ثانية ). ^[1]

في جداول أنماط الاضمحلال النووي، يُشار عادةً إلى انبعاث النيوترونات بالاختصار n .

مصادر النيوترونات على يسار الخط المتقطع السفلي (انظر أيضًا: جدول النويدات )
ز →	0	1	2	3
ن ↓	ن	ح	هو	لي	4	5
0		¹ ساعة			يكون	ب	6	7
1	¹ ن	² ساعة	³ هو	⁴ لي			ج	ن	8
2		³ ساعات	⁴ هو	⁵ لي	⁶ كن	⁷ ب	⁸ ج	⁹ ن	ا	9
3		⁴ ساعات	⁵ هو	⁶ لي	⁷ كن	⁸ ب	⁹ ج	¹⁰ ن	¹¹ س	ف	10
4		⁵ ساعات	⁶ هو	⁷ لي	⁸ كن	⁹ ب	¹⁰ ج	¹¹ ن	¹² درجة	¹³ ف	ني	11	12
	5	⁶ ساعات	⁷ هو	⁸ لي	⁹ كن	¹⁰ ب	¹¹ ج	¹² ن	¹³ س	¹⁴ ف	¹⁵ ني	نا	ملغ
	6	⁷ ساعات	⁸ هو	⁹ لي	¹⁰ كن	¹¹ ب	¹² ج	¹³ ن	¹⁴ س	¹⁵ ف	¹⁶ ني	¹⁷ نا	¹⁸ ملغ	13	14
		7	⁹ هو	¹⁰ لي	¹¹ كن	¹² ب	¹³ ج	¹⁴ ن	¹⁵ درجة	¹⁶ ف	¹⁷ ن	¹⁸ نا	¹⁹ ملغ	ال	سي
		8	¹⁰ هو	¹¹ لي	¹² كن	¹³ ب	¹⁴ ج	¹⁵ شمالا	¹⁶ س	¹⁷ ف	¹⁸ ن	¹⁹ نا	²⁰ ملغ	²¹ ال	²² سي
			9	¹² لي	¹³ كن	¹⁴ ب	¹⁵ ج	¹⁶ ن	¹⁷ س	¹⁸ ف	¹⁹ ني	²⁰ نا	²¹ ملغ	²² ال	²³ سي
			10	¹³ لي	¹⁴ كن	¹⁵ ب	¹⁶ ج	¹⁷ ن	¹⁸ س	¹⁹ ف	²⁰ ني	²¹ نا	²² ملغ	²³ ال	²⁴ سي
				11	¹⁵ كن	¹⁶ ب	¹⁷ ج	¹⁸ ن	¹⁹ س	²⁰ ف	²¹ ن	²² نا	²³ ملغ	²⁴ ال	²⁵ سي
				12	¹⁶ كن	¹⁷ ب	¹⁸ ج	¹⁹ ن	²⁰ درجة	²¹ ف	²² ن	²³ نا	²⁴ ملغ	²⁵ ال	²⁶ سي
					13	¹⁸ ب	¹⁹ ج	²⁰ ن	²¹ س	²² ف	²³ ني	²⁴ نا	²⁵ ملغ	²⁶ ال	²⁷ سي
					14	¹⁹ ب	²⁰ درجة مئوية	²¹ ن	²² س	²³ ف	²⁴ ني	²⁵ نا	²⁶ ملغ	²⁷ ال	²⁸ سي

انبعاث نيوتروني مزدوج

تتحلل بعض النظائر الغنية بالنيوترونات عن طريق انبعاث نيوترونين أو أكثر. على سبيل المثال، يتحلل الهيدروجين-5 والهيليوم-10 عن طريق انبعاث نيوترونين، والهيدروجين-6 عن طريق انبعاث 3 أو 4 نيوترونات، والهيدروجين-7 عن طريق انبعاث 4 نيوترونات.

انبعاث الفوتونيون

يمكن تحريض بعض النويدات على إخراج نيوترون بواسطة إشعاع جاما . أحد هذه النويدات هو Be ^-9 ؛ وتفككه الضوئي مهم في الفيزياء الفلكية النووية، فيما يتعلق بوفرة البريليوم وعواقب عدم استقرار Be - ⁸ . وهذا يجعل هذا النظير مفيدًا أيضًا كمصدر للنيوترونات في المفاعلات النووية. ^[2] ومن المعروف أيضًا أن نويدًا آخر، ^181Ta ، قادر بسهولة على التفكك الضوئي؛ ويُعتقد أن هذه العملية مسؤولة عن تكوين ^180mTa ، وهو المتزامر النووي البدائي الوحيد وأندر النويدات البدائية . ^[3]

انبعاث النيوترونات المتأخرة بيتا

يحدث انبعاث النيوترونات عادة من النوى التي تكون في حالة مثارة، مثل ^17O * المثار الناتج عن اضمحلال بيتا لـ ^17N . يتم التحكم في عملية انبعاث النيوترونات نفسها بواسطة القوة النووية وبالتالي فهي سريعة للغاية، ويشار إليها أحيانًا باسم "اللحظية تقريبًا". تسمح هذه العملية للذرات غير المستقرة بأن تصبح أكثر استقرارًا. قد يكون طرد النيوترون ناتجًا عن حركة العديد من النيوكليونات، ولكنه في النهاية يتم بوساطة الفعل التنافري للقوة النووية الموجودة على مسافات قصيرة للغاية بين النيوكليونات.

النيوترونات المتأخرة في التحكم بالمفاعل

معظم انبعاث النيوترونات خارج إنتاج النيوترونات الفوري المرتبط بالانشطار (سواء كان مستحثًا أو تلقائيًا)، يكون من النظائر الثقيلة بالنيوترونات التي يتم إنتاجها كمنتجات انشطار . تنبعث هذه النيوترونات أحيانًا بتأخير، مما يمنحها مصطلح النيوترونات المتأخرة ، ولكن التأخير الفعلي في إنتاجها هو تأخير في انتظار تحلل بيتا لمنتجات الانشطار لإنتاج السلائف النووية في الحالة المثارة التي تخضع على الفور لانبعاث النيوترونات الفوري. وبالتالي، فإن التأخير في انبعاث النيوترونات ليس من عملية إنتاج النيوترونات، بل من تحلل بيتا السابق لها، والذي يتم التحكم فيه بواسطة القوة الضعيفة، وبالتالي يتطلب وقتًا أطول بكثير. يبلغ عمر النصف لتحلل بيتا للسلائف للنظائر المشعة التي تصدر نيوترونات متأخرة، عادةً أجزاء من الثانية إلى عشرات الثواني.

ومع ذلك، فإن النيوترونات المتأخرة المنبعثة من نواتج الانشطار الغنية بالنيوترونات تساعد في التحكم في المفاعلات النووية من خلال جعل تغير التفاعل أبطأ بكثير مما لو تم التحكم فيه بالنيوترونات الفورية وحدها. يتم إطلاق حوالي 0.65٪ من النيوترونات في تفاعل نووي متسلسل بطريقة متأخرة بسبب آلية انبعاث النيوترونات، وهذا الجزء من النيوترونات هو الذي يسمح بالتحكم في المفاعل النووي على مقاييس زمنية لتفاعل الإنسان، دون الانتقال إلى حالة حرجة فورية ، والانصهار الجامح.

انبعاث النيوترونات في الانشطار

الانشطار المستحث

إن المرادف لمثل هذا الانبعاث النيوتروني هو إنتاج " النيوترون الفوري "، وهو النوع المعروف بأنه يحدث في نفس الوقت مع الانشطار النووي المستحث . يحدث الانشطار المستحث فقط عندما يتم قصف النواة بالنيوترونات أو أشعة جاما أو غيرها من حاملات الطاقة. كما أن العديد من النظائر الثقيلة، وأبرزها الكاليفورنيوم 252 ، تنبعث منها أيضًا نيوترونات فورية بين منتجات عملية تحلل إشعاعي تلقائي مماثلة، وهي الانشطار التلقائي .

الانشطار التلقائي

يحدث الانشطار التلقائي عندما ينقسم النواة إلى نواتين أصغر (أحيانًا ثلاث ) وعادةً نيوترون واحد أو أكثر.

انظر أيضا

مراجع

^ "انبعاث النيوترون" (صفحة ويب) . تم الاسترجاع في 2014-10-30 .
^ Odsuren, M.; Katō, K.; Kikuchi, Y.; Aikawa, M.; Myo, T. (2014). "مشكلة الرنين في حالة الرنين المنخفضة في نظام 9Be" (PDF) . مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات . 569 (1): 012072. رمز Bibcode : 2014JPhCS.569a2072O. doi : 10.1088/1742-6596/569/1/012072 .
^ Utsonomiya, H.; Akimune, H.; Goko, S.; Yamagata, T.; Ohta, M.; Ohgaki, H.; Toyokawa, H.; Sumiyoshi, K.; Lui, Y.-W. (2002). "المقاطع العرضية للفوتونيون في الفيزياء الفلكية النووية". مجلة العلوم والتكنولوجيا النووية . الملحق 2: 542-545. doi :10.1080/00223131.2002.10875158. S2CID 124167982.

روابط خارجية

"لماذا بعض الذرات مشعة؟" وكالة حماية البيئة، 31 أكتوبر 2014
مخطط مباشر للنويدات - الوكالة الدولية للطاقة الذرية مع مرشح لتحلل انبعاث النيوترونات المتأخر
بيانات البنية النووية والاضمحلال - الوكالة الدولية للطاقة الذرية مع استفسار حول طاقة فصل النيوترونات

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] "انبعاث النيوترون" (صفحة ويب) . تم الاسترجاع في 2014-10-30 .

[9Ber-2] Odsuren, M.; Katō, K.; Kikuchi, Y.; Aikawa, M.; Myo, T. (2014). "مشكلة الرنين في حالة الرنين المنخفضة في نظام 9Be" (PDF) . مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات . 569 (1): 012072. رمز Bibcode : 2014JPhCS.569a2072O. doi : 10.1088/1742-6596/569/1/012072 .

[3] Utsonomiya, H.; Akimune, H.; Goko, S.; Yamagata, T.; Ohta, M.; Ohgaki, H.; Toyokawa, H.; Sumiyoshi, K.; Lui, Y.-W. (2002). "المقاطع العرضية للفوتونيون في الفيزياء الفلكية النووية". مجلة العلوم والتكنولوجيا النووية . الملحق 2: 542-545. doi :10.1080/00223131.2002.10875158. S2CID 124167982.

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗