Электроны нейтроны: Как узнать сколько протонов, нейтронов и электронов находится в атоме фтора?

electron neutrino — Translation into Russian — examples English

These examples may contain rude words based on your search.

These examples may contain colloquial words based on your search.

As the protons and electrons combine to form neutrons by means of electron capture, an electron neutrino is produced.

The radiochemical experiments were only sensitive to electron neutrinos, and the signal in the water Cerenkov experiments was dominated by the electron neutrino signal.

Радиохимические эксперименты оказались чувствительными только к электронным нейтрино, и сигнал в водных черенковских экспериментах также в основном происходил при регистрации электронных нейтрино.

The up quark, the down quark, the electron, the electron neutrino, the W plus and the W minus.

Suggest an example

Other results

The vast majority of neutrinos are produced through the pp chain, a process in which four protons are combined to produce two protons, two neutrons, two positrons, and two electron neutrinos.

Большинство нейтрино создаются при протон-протонных реакциях, в которых четыре протона переходят в два протона, два нейтрона, два позитрона и два электронных нейтрино.

These ‘thermal’ neutrinos form as neutrino-antineutrino pairs of all flavors, and total several times the number of electron-capture neutrinos.

One of the weak particles could decay into an electron and an anti-neutrino, and these three still add to zero total charge.

This normally emits an electron and an anti-neutrino (v) by β- decay to become 233 Pa.

Как правило, он испускает электрон и антинейтрино (v) в процессе β — распада и превращается в изотоп протактиния Pa-233.

Unambiguous detection of solar neutrinos was provided by the Kamiokande-II experiment, a water Cerenkov detector with a low enough energy threshold to detect neutrinos through neutrino-electron elastic scattering.

Более однозначное регистрирование солнечных нейтрино проводилось в рамках эксперимента Камиоканде-II, в котором регистрация происходила на водяном черенковском детекторе с низким порогом энергии для обнаружения нейтрино при нейтринно-электронном эластичном рассеянии.

These little fundamental strings, when they vibrate in different patterns, they produce different kinds of particles — so electrons, quarks, neutrinos, photons, all other particles would be united into a single framework, as they would all arise from vibrating strings.

Когда эти мельчайшие фундаментальные струны каждая вибрируют на свой лад, они порождают различные типы частиц: электроны, кварки, нейтрино, фотоны и все прочие частицы.

But the electron also has a neutral partner called the neutrino, with no electric charge and a very tiny mass.

Но у электрона есть нейтральная пара под названием нейтрино — с очень маленькой массой и без заряда.

The neutrino is otherwise undetectable, so the only observable effect is the momentum imparted to the electron by the interaction.

Нейтрино также очень трудно детектировать, так что единственным наблюдаемым эффектом является импульс, полученный электроном после взаимодействия.

This is interpreted as a neutrino interacting with the electron by the exchange of an unseen Z boson.

Это явление было интерпретировано как взаимодействие нейтрино и электрона при помощи обмена невидимым Z-бозоном.

Finally, Kamiokande, Super-Kamiokande, SNO, Borexino and KamLAND used elastic scattering on electrons, which allows the measurement of the neutrino energy.

Камиоканде, Супер-Камиоканде, SNO, Borexino и KamLAND использовали упругое рассеяние на электронах, позволившее измерить энергию нейтрино.

In the elastic scattering interaction the electrons coming out of the point of reaction strongly point in the direction that the neutrino was travelling, away from the Sun.

При взаимодействии в ходе эластичного рассеяния электроны, вылетающие из точки реакции, строго указывают направление движения нейтрино.

As the core’s density increases, it becomes energetically favorable for electrons and protons to merge via inverse beta decay, producing neutrons and elementary particles called neutrinos.

По мере увеличения плотности ядра становится энергетически выгодной реакция нейтронизации в которой электроны и протоны сливаются через обратный бета-распад, создавая нейтроны и элементарные частицы, называемые нейтрино.

The electron capture of 7Be produces neutrinos at either roughly 0.862 MeV (~90%) or 0.384 MeV (~10%).

The antiproton, on the other hand, is made up of antiquarks that combine with quarks in either neutrons or protons, resulting in high-energy pions, that quickly decay into muons, neutrinos, positrons, and electrons.

С другой стороны, антипротон состоит из антикварков, которые объединяются с кварками в нейтронах или протонах, что приводит к выделению высокоэнергетических пионов, которые быстро распадаются на мюоны, нейтрино, позитроны и электроны.

The first one, the electron, was discovered in 1897, and the last one, this thing called the tau neutrino, in the year 2000.

The water-based Kamiokande II and IMB instruments detected antineutrinos of thermal origin, while the gallium-71-based Baksan instrument detected neutrinos (lepton number = 1) of either thermal or electron-capture origin.

Водяные приборы Kamiokande II и IMB обнаружили антинейтрино теплового происхождения, в то время как баксанский прибор на основе галлия-71 обнаружил нейтрино (лептонное число = 1) либо теплового происхождения, либо электронного захвата.

But the electron also has a neutral partner called the neutrino, with no electric charge and a very tiny mass.

Но у электрона есть нейтральная пара под названием нейтрино — с очень маленькой массой и без заряда.

Ученые из МГУ выяснили, почему протоны «худеют» внутри атомов

https://ria.ru/20190221/1551185583.html

Ученые из МГУ выяснили, почему протоны «худеют» внутри атомов

Ученые из МГУ выяснили, почему протоны «худеют» внутри атомов — РИА Новости, 21.02.2019

Ученые из МГУ выяснили, почему протоны «худеют» внутри атомов

Российские и зарубежные физики из коллаборации CLAS нашли объяснение тому, почему протоны и нейтроны ведут себя по-разному внутри ядер атомов и в свободном… РИА Новости, 21.02.2019

2019-02-21T15:32

2019-02-21T15:32

2019-02-21T15:32

наука

сша

мгу имени м. в. ломоносова

институт теоретической и экспериментальной физики

физика

ускорители

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155118/54/1551185487_0:160:2100:1341_1920x0_80_0_0_e46b9a0d9ea53b52c365dc50ab133da9. jpg

МОСКВА, 21 фев – РИА Новости. Российские и зарубежные физики из коллаборации CLAS нашли объяснение тому, почему протоны и нейтроны ведут себя по-разному внутри ядер атомов и в свободном виде. Их выводы были опубликованы в журнале Nature.Достаточно долгое время, как отмечает ученый, физики предполагали, что протоны и нейтроны, а также составляющие их кварки, ведут себя одинаково как в компании других частиц внутри ядер атомов, так и в одиночном виде.Это представление было разрушено в 1983 году, когда европейские физики начали изучать внутреннюю структуру ядер двух очень разных элементов, тяжелого водорода и железа, бомбардируя их пучками мюонов при помощи ускорителя SPS.Существовавшие в то время теоретические и эмпирические представления о том, как распределены протоны и нейтроны в ядре атома, предсказывали, что мюоны будут абсолютно одинаково взаимодействовать с этими частицами.Опыты в ЦЕРН показали, что это совсем не так – образно выражаясь, нуклоны в ядре железа «похудели» и начали реже сталкиваться с мюонами, чем их «коллеги» из дейтерия. Вдобавок, для более тяжелых элементов, таких как свинец или золото, данная аномалия, получившая имя «EMC-эффект», оказалась еще более очевидной. Вопрос того, почему это происходит и как на самом деле устроено ядро изнутри, как отмечает пресс-служба МГУ, был предметом самых ожесточенных споров среди физиков на протяжении последних 35 лет.Российские и зарубежные ученые смогли разрешить эту загадку, воспользовавшись данными, которые собирали участники проекта CLAS, наблюдавшие за тем, как электроны высоких энергий «выбивали» одиночные протоны и нейтроны из атомов дейтерия, углерода-12, свинца и других элементов.В отличие от БАК и других современных коллайдеров, ускоритель частиц CEBAF, на котором проводились эти опыты в 1998-2012 годах, записывал не только важные данные, но и все события, которые происходили внутри него. Это позволяет ученым периодически повторно анализировать ее и совершать новые открытия, обрабатывая при помощи более совершенных алгоритмов.Сравнив последствия столкновений электронов с тяжелыми ядрами свинца и легким алюминием, железом и углеродом, Ишханов и его коллеги выяснили, что внутри них существует две условные группы протонов и нейтронов с заметно разными свойствами. В первую из них входят «классические» частицы, ведущие себя одинаково и внутри атомов, и во «внешнем пространстве». Они доминируют внутри ядра и их число остается всегда примерно одинаковым.EMC-эффект, в свою очередь, возникает из-за того, что некоторые протоны и нейтроны иногда «склеиваются» и превращаются в структуры, которые физики назвали SRC-парами. Они содержат в себе не три, а шесть кварков, движущихся внутри подобной «временной частицы» совсем не так, как по протонам или нейтронам.Частота появления подобных структур, как показали участники CLAS, зависит от двух параметров – массы ядра и «избытка» нейтронов по отношению к протонам. Чем больше оба параметра, тем чаще появляются SRC-пары и тем сильнее они влияют на то, как электроны, мюоны и другие частицы взаимодействуют с кварками внутри нуклонов.Это открытие, как надеются ученые, не только разрешило один из самых ярких научных «вечных споров», но и поможет нам раскрыть реальную структуру ядер и понять, похожи ли они на своеобразный «суп» из кварков и глюонов или плотно упакованную смесь из обособленных нейтронов и протонов.

https://ria.ru/20180516/1520715028.html

https://ria.ru/20181210/1547763469.html

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155118/54/1551185487_100:0:2100:1500_1920x0_80_0_0_81aad69390489a46d43f15cdc4761f89.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, мгу имени м. в. ломоносова, институт теоретической и экспериментальной физики, физика, ускорители

МОСКВА, 21 фев – РИА Новости. Российские и зарубежные физики из коллаборации CLAS нашли объяснение тому, почему протоны и нейтроны ведут себя по-разному внутри ядер атомов и в свободном виде. Их выводы были опубликованы в журнале Nature.

«Данный результат, не укладывающийся в рамки традиционных представлений оболочечной модели ядра, меняет наши представления о его внутренней области и стимулирует исследования влияния кварковой структуры нуклонов на его свойства», — заявил Борис Ишханов, главный научный сотрудник НИИЯФ МГУ.

Достаточно долгое время, как отмечает ученый, физики предполагали, что протоны и нейтроны, а также составляющие их кварки, ведут себя одинаково как в компании других частиц внутри ядер атомов, так и в одиночном виде.

Это представление было разрушено в 1983 году, когда европейские физики начали изучать внутреннюю структуру ядер двух очень разных элементов, тяжелого водорода и железа, бомбардируя их пучками мюонов при помощи ускорителя SPS.

Существовавшие в то время теоретические и эмпирические представления о том, как распределены протоны и нейтроны в ядре атома, предсказывали, что мюоны будут абсолютно одинаково взаимодействовать с этими частицами.

16 мая 2018, 20:00НаукаФизики нашли внутри протонов самую плотную форму материи во Вселенной

Опыты в ЦЕРН показали, что это совсем не так – образно выражаясь, нуклоны в ядре железа «похудели» и начали реже сталкиваться с мюонами, чем их «коллеги» из дейтерия. Вдобавок, для более тяжелых элементов, таких как свинец или золото, данная аномалия, получившая имя «EMC-эффект», оказалась еще более очевидной.

Вопрос того, почему это происходит и как на самом деле устроено ядро изнутри, как отмечает пресс-служба МГУ, был предметом самых ожесточенных споров среди физиков на протяжении последних 35 лет.

Российские и зарубежные ученые смогли разрешить эту загадку, воспользовавшись данными, которые собирали участники проекта CLAS, наблюдавшие за тем, как электроны высоких энергий «выбивали» одиночные протоны и нейтроны из атомов дейтерия, углерода-12, свинца и других элементов.

В отличие от БАК и других современных коллайдеров, ускоритель частиц CEBAF, на котором проводились эти опыты в 1998-2012 годах, записывал не только важные данные, но и все события, которые происходили внутри него. Это позволяет ученым периодически повторно анализировать ее и совершать новые открытия, обрабатывая при помощи более совершенных алгоритмов.

Сравнив последствия столкновений электронов с тяжелыми ядрами свинца и легким алюминием, железом и углеродом, Ишханов и его коллеги выяснили, что внутри них существует две условные группы протонов и нейтронов с заметно разными свойствами.

В первую из них входят «классические» частицы, ведущие себя одинаково и внутри атомов, и во «внешнем пространстве». Они доминируют внутри ядра и их число остается всегда примерно одинаковым.

EMC-эффект, в свою очередь, возникает из-за того, что некоторые протоны и нейтроны иногда «склеиваются» и превращаются в структуры, которые физики назвали SRC-парами. Они содержат в себе не три, а шесть кварков, движущихся внутри подобной «временной частицы» совсем не так, как по протонам или нейтронам.

10 декабря 2018, 19:21Наука Физики впервые создали капли из первичной материи Вселенной

Частота появления подобных структур, как показали участники CLAS, зависит от двух параметров – массы ядра и «избытка» нейтронов по отношению к протонам. Чем больше оба параметра, тем чаще появляются SRC-пары и тем сильнее они влияют на то, как электроны, мюоны и другие частицы взаимодействуют с кварками внутри нуклонов.

Это открытие, как надеются ученые, не только разрешило один из самых ярких научных «вечных споров», но и поможет нам раскрыть реальную структуру ядер и понять, похожи ли они на своеобразный «суп» из кварков и глюонов или плотно упакованную смесь из обособленных нейтронов и протонов.

Электрон может проявлять волновые свойства даже при высоких энергиях

Около ста лет назад физики выяснили, что электрон обладает свойствами как волны, так и частицы. Это явление получило название корпускулярно-волнового дуализма. При скоростях, близких к скорости света, электрон перестает проявлять волновые свойства, и его можно рассматривать как частицу.

В 2010–2011 годах физики совершили прорыв в управлении волновыми свойствами материи: они научились получать так называемые закрученные электроны, а чуть позже и нейтроны. «Закрученные» электроны отличаются от обычных тем, что кроме поступательного движения в пространстве их волновой фронт вращается вокруг направления движения. Это, казалось бы, незначительное отличие в корне меняет свойства элементарной частицы.

««Закрученные» фотоны ранее привели к созданию нового типа так называемых оптических пинцетов – устройств, позволяющих передвигать и вращать микроскопические объекты с помощью светового пучка. Генерация электронов и нейтронов в «закрученном» состоянии позволила существенно улучшить качество анализа магнитных свойств наноматериалов, открыла новые возможности для атомной спектроскопии и электронной микроскопии с субнанометровым разрешением», – говорит автор работы, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории теоретической и математической физики ТГУ Дмитрий Карловец.

Ученые лаборатории теоретической и математической физики ТГУ исследовали поведение «закрученных» электронов при скоростях, близких к скорости света. Для этого они проводили моделирование с помощью компьютерных программ, а также использовали методы математической физики для описания процессов, происходящих с «закрученным» электроном при высоких энергиях.

В результате исследования ученые выяснили, что, в отличие от обычного, «закрученный» электрон при ускорении до скоростей, близких к скорости света, не теряет «закрученности», то есть волновых свойств. Также исследователи показали еще один эффект, отличающий «закрученный» электрон от обычного. Он заключается в увеличении эффективной массы этой элементарной частицы. По словам ученых, это очень похоже на эффект утяжеления электрона во внешнем электромагнитном поле, где за счет взаимодействия с фотонами (квантами света) масса электрона увеличивается. «Закрученный» электрон также становится эффективно тяжелее обычного за счет дополнительной «вращательной» энергии.

«Данное свойство мы планируем проверить в экспериментах на современных коллайдерах – ускорителях частиц. Для их проведения необходимо было убедиться, что свойство «закрученности» сохраняется при ускорении. Наша работа дает положительный ответ на этот вопрос, что открывает принципиальную возможность для получения «закрученных» электронов высокой энергии», – сообщает Дмитрий Карловец.

Научно-производственная фирма «Сосны» — Оборудование и системы для ядерной подкритической установки «Источник нейтронов» в ННЦ ХФТИ, Украина

ООО НПФ «Сосны» многие годы сотрудничает с исследовательскими центрами, построенными по российским проектам за рубежом, в том числе, в области поставок оборудования. Одним из крупных проектов является строительство ядерной подкритической установки, управляемой источником электронов, на площадке Харьковского физико-технического института. Уникальная конструкция установки разработана ANL (США) и ННЦ ХФТИ (Украина). Принцип действия установки основан на умножении в ядерной подкритической сборке инициирующего импульса нейтронов, генерируемого вольфрамовой или урановой мишенью в результате ее облучения потоком высокоэнергетических электронов.

ЯПУ «Источник нейтронов» предназначена для проведения исследований на быстрых, тепловых и холодных нейтронах в различных областях фундаментальной науки и для решения широкого круга прикладных задач атомной промышленности, медицины, а также для подготовки специалистов в области использования ядерной энергии. В состав установки входят 30 основных систем и элементов, важных для безопасности, в том числе:

• подкритическая сборка (ПКС) на тепловых нейтронах;
• линейный ускоритель электронов;
• обеспечивающие и управляющие системы;
• контролирующие системы;
• система обращения с РВ и РАО.

Важной особенностью конструкции подкритической сборки является использование специфических материалов – бериллия, высокоплотного графита реакторного качества, специального алюминиевого сплава САВ-1. Это требует применения специальных подходов и конструкторских решений при проектировании и изготовлении изделий.

НПФ «Сосны» поставила основное оборудование установки: корпус подкритической сборки (включая внутрикорпусные конструкции), бериллиевые и графитовые отражатели в сборе с опорной плитой активной зоны, корпусы нейтронообразующих мишеней, перегрузочные контейнеры для загрузки/выгрузки облученных ТВС и мишеней, бассейны для хранения облученных ТВС и мишеней.

Кроме того, НПФ «Сосны» разработала и поставила ряд автоматизированных систем установки: радиационного контроля, САС СЦР, управления инженерными системами здания, а также перегрузочной машины и некоторых обеспечивающих и вспомогательных систем: первых контуров охлаждения подкритической сборки и нейтронообразующей мишени, обеспечивающей системы бассейнов хранения облученных ТВС и мишеней, систем спецканализации, спецвентиляции и технологической газоочистки.

Также НПФ «Сосны» является одним из разработчиков отчета по обоснованию безопасности эксплуатации подкритической установки.

К 2018 году в ННЦ ХФТИ были выполнены завершающие стадии создания ЯПУ «Источник нейтронов» — строительство здания, монтаж и испытания оборудования и систем, разработка финального отчета по анализу безопасности, а также разработка эксплуатационной документации и получение лицензий регулятора на опытную эксплуатацию установки.

Источник фото – redpost.com.ua 

Публикация:

V Международная научно-техническая конференция «Инновационные проекты и технологии ядерной энергетики» (МНТК НИКИЭТ-2018), Москва, 2-5 октября 2018 г.: Создание ядерной подкритической установки, управляемой источником электронов

Количество просмотров: 2778

Свойства нейтронов

1.1. История нейтронного рассеяния.

В 1935 году профессор Джеймс Чадвик был удостоен Нобелевской премии за открытие нейтронов. Энрико Ферми в 1942 году показал, что нейтроны, которые образуются в результате деления ядра урана, могут поддерживать контролируемую цепную реакцию. Еще раньше, в 1938 году, он был удостоен нобелевской премии за открытие того, что замедленные нейтроны легко взаимодействуют с окружающим веществом и могут быть использованы для определения положений и колебаний атомов вещества. В конце Второй мировой войны исследователи из США получили доступ к большим потокам нейтронов, которые производились на впервые построенных ядерных реакторах. Первые эксперименты по нейтронной дифракции были выполнены Эрнестом Воланом в 1945 году на Графитовом реакторе в Лаборатории Окридж, США. Совместно с Клиффордом Шуллом они сформировали принципы данного экспериментального метода исследования и успешно применили его к исследованию различных материалов. Клиффорд Шулл и Бертрам Брокхаус показали, что направления, в которых нейтроны «упруго» рассеиваются без изменения энергии, дают информацию о положении и упорядочении атомов вещества. В 1994 году Шулл и Брокхаус были удостоены Нобелевской премии за их новаторские подходы и идеи в развитии методов нейтронного рассеяния.

За прошедшие 50 лет все больше ученых в областях физики, химии, биологии, материаловедения, геологии и многих других обращаются к использованию нейтронного рассеяния в поисках ответов на наиболее сложные проблемы в их областях исследований.

1.2. Источники нейтронов.

В настоящее время рассеяние нейтронов практических уходит от изучения атомной и магнитной структуры и динамики простых кристаллов. Акцент все более делается на изучении наноструктур, разупорядоченных систем, сложных химических реакций, процессов катализа. Расширяется активность в области исследования сложных жидкостей, самоорганизующихся систем, экзотических электронных состояний.

Все эти задачи могут быть поставлены и решены только на современных высокопоточных источниках нейтронов: ядерных реакторах, где используется контролируемая реакция деления ядер урана или плутония, или испарительных источниках на базе протонных ускорителей при бомбардировке тяжелых ядер протонами высоких энергий. Поток нейтронов может быть либо постоянным, либо пульсирующим. При таких процессах производимые нейтроны имеют большие значения энергии, что требует дополнительной установки на источник замедлителей нейтронов. В результате формируется поток нейтронов с длинами волн, сравнимыми с межатомными расстояниями в жидкостях и твердых телах, с кинетическими энергиями, сравнимыми с динамическими процессами в веществе. Как правило, замедлители изготавливаются из алюминия и заполняются жидким водородом, или жидким метаном (в зависимости от необходимых параметров выходящего нейтронного пучка).

Наиболее интенсивные источники нейтронов являются очень дорогими при создании и в обслуживании, и их количество в мире, вообще говоря, мало. В 1950 году был построен первый реактор, предназначенный непосредственно для научных исследований. Его единственной целью было производство как можно большей интенсивности нейтронного излучения. Со временем нейтронные источники превратились в универсальные научно-исследовательские установки, применимые в широком спектре экспериментальных исследований. В настоящее время чуть больше 30 лабораторий в мире оборудованы средне- и высокопоточными нейтронными установками. Научно-исследовательские нейтронные источники являются исключительно источниками нейтронов и неприменимы для каких либо других целей.

1.3. Свойства нейтронов.

Нейтрон является электрически нейтральной элементарной частицей, одной из составных частей ядра атома, с массой почти в 2000 раз тяжелее электрона. Время жизни нейтрона как свободной частицы около 15 минут, несмотря на то, что в связанном состоянии в ядре атома нейтрон является стабильной частицей.

Основные свойства нейтронов, применяемые в нейтронном рассеянии:

• Энергия замедленных нейтронов сравнима с энергией атомных и молекулярных движений, и находится в диапазоне от мэВ до эВ.
• Длина волны замедленных нейтронов сравнима с межатомными расстояниями, что позволяет исследовать структуру вещества в диапазоне 10^-5 – 10⁵ Å.
• Поскольку нейтроны являются нейтральными частицами, они взаимодействуют с ядрами атомов, а не с диффузными электронными оболочками. Сечение рассеяния нейтронов на близких по массе ядрах может существенно отличаться, это дает возможность «видеть» легкие ядра на фоне тяжелых, эффективно применять метод изотопного замещения, легко различать соседние элементы. Эта особенность является большим преимуществом перед методом рентгеновского рассеяния, в котором излучение рассеивается на электронной оболочке атомов.
• наличие магнитного момента у нейтронов позволяет изучать микроскопическую магнитную структуру и магнитные флуктуации, которые определяют макроскопические параметры вещества.
• Нейтронное излучение является глубоко проникающим вглубь вещества, что позволяет проводить исследования микроскопических свойств, типа микротрещин, промышленных объектов. Подобные исследования невозможно выполнить с помощью оптических методов, рентгеновского рассеяния или электронной микроскопии.
• Нейтроны являются безвредным, неповреджающим излучением даже в случае исследования живых биологических систем.

Основное отличие нейтронного излучения от рентгеновского в том, что рассеяние нейтронов происходит на ядрах атомов. Следовательно, отсутствует необходимость учитывать атомный форм-фактор для описания формы электронного облака атома, кроме того, рассеивающая способность атома не убывает с увеличением угла рассеяния, что наблюдается для рентгеновского рассеяния. Дифрактограммы в нейтронном рассеянии имеют четкие пики рассеяния даже при больших углах рассеяния.

Следует так же указать на одну важную особенность нейтронного излучения. Рентгеновское рассеяние практически нечувствительно к наличию атомов водорода в структуре, в то время как ядра водорода и дейтерия являются сильными рассеивателями для нейтронного излучения. Это означает, что с помощью нейтронов возможно намного более точно определить положение водорода и его тепловые колебания в кристаллической структуре. Более того, длины нейтронного рассеяния водорода и дейтерия имеют противоположные знаки, что позволяет применять технику «вариации контраста». Изменяя изотопный состав буфера образца (варьируя количество водорода и дейтерия), экспериментатор получает возможность менять вклад в рассеяние различных составных частей исследуемого объекта. На практике, тем не менее, не желательно работать с большими концентрациями водорода в образце, поскольку нейтронное рассеяние имеет большую неупругую компоненту при рассеянии на водороде. Это приводит к образованию большого фона, слабо зависящего от угла рассеяния и пики упругого рассеяния «погружаются» в фоне неупругого рассеяния. Особенно эта проблема возникает при исследовании жидких образцов на основе воды. Варьирование других изотопов помимо водорода и дейтерия возможно, но, как правило, является очень дорогим решением. Водород является относительно недорогим и в то же время интересным элементом, потому что он играет исключительно большую роль в биохимической структуре вещества.

Взято из открытых источников.

Ученые измерили время жизни нейтрона с рекордной точностью — Газета.Ru

13 октября 2021, 17:12

Американские физики, работающие в рамках эксперимента UCNtau, цель которого — с максимальной точностью измерить продолжительность жизни свободного нейтрона, объявили об очередном достижении. Согласно их данным, время жизни такого нейтрона составляет 877,75±0,28 секунды (14 минут 38 секунд). Точность этих измерений вдвое превосходит предыдущее достижение, что очень важно для понимания процессов формирования материи во Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва. Статья об этом публикуется в журнале Physical Review Letters и доступна на сайте препринтов arXiv.org.

Нейтроны — тяжелые нейтральные частицы, наряду с протонами входящие в состав почти всех атомных ядер. Однако при этом нейтроны, в отличие от протонов, стабильными могут оставаться лишь в составе этих ядер, свободный нейтрон распадается на протон с испусканием электрона и электронного антинейтрино, так как по своей массе он немного превосходит протон. Изучение особенностей распада свободного нейтрона важно с точки зрения изучения свойств слабого взаимодействия, а также для поиска нарушений временной инвариантности, нейтрон-антинейтронных осцилляций и др. Теперь с точностью до десятых долей процента удалось выяснить, как долго нейтрон может существовать вне атомного ядра, прежде чем распадется на протон.

Эксперимент UCNtau проводится в Лос-Аламосской национальной лаборатории, при этом так называемые ультрахолодные нейтроны, охлаждаемые почти до температуры абсолютного нуля, содержатся в магнито-гравитационной ловушке — чашеобразной камере, заполненной тысячами постоянных магнитов, заставляющих нейтроны левитировать в условиях вакуума. Магнитное поле предотвращает деполяризацию нейтронов и в сочетании с гравитацией удерживает их внутри камеры, позволяя таким образом сохранять частицы на протяжении 11 дней. В ходе эксперимента нейтроны в ловушке находятся в течение 30-90 минут, затем подсчитывается количество оставшихся частиц. В ходе многократно повторенных циклов таких исследований, проведенных в 2017-2019 годы, экспериментаторы насчитали более 40 млн нейтронов, получив достаточно статистики для того, чтобы вычислить среднюю продолжительность жизни частиц с максимальной точностью.

Уточненные данные помогут наложить важные ограничения на модели образования в ранней Вселенной обычного вещества из кварк-глюонной плазмы, а также темной материи. Полученная информация, в частности, даст возможность проверить обоснованность так называемой матрицы Кабиббо — Кобаяси — Маскавы (матрицы смешивания кварков), которая описывает поведение кварков в соответствии со Стандартной моделью физики элементарных частиц.

Химические элементы, подготовка к ЕГЭ по химии

Химический элемент

Химический элемент — совокупность атомов с одним и тем же зарядом ядра, числом протонов в ядре и электронов
в электронной оболочке. Закономерную связь химических элементов отражает периодическая таблица Д.И. Менделеева.

Изучая подобную карточку химического элемента, можно узнать о нем многое:

• Обозначение химического элемента
• Русское наименование
• Порядковый номер = заряд атома = число электронов = число протонов
• Атомная масса
• Распределение электронов по энергетическим уровням
• Электронная конфигурация внешнего уровня

Надо заметить, что на экзамене часто из карточки элемента скрывают распределение электронов и конфигурацию внешнего
уровня. Тем не менее, если вы успешно освоили предыдущую тему, то для вас не составит труда написать электронную
конфигурацию атома зная его порядковый номер в таблице Д.И. Менделеева (номер уж точно не тронут!))

Протоны, нейтроны и электроны

Вы уже знаете, что порядковый номер элемента в периодической таблице Д.И. Менделеева равен числу протонов, а число протонов
равно числу электронов.

Для того чтобы найти число нейтронов в атоме алюминия, необходимо вычесть из атомной массы число протонов:

27 — 13 = 14

Получается, что в атоме алюминия 14 нейтронов. Посчитайте число нейтронов, электронов и протонов самостоятельно для атомов бериллия,
кислорода, меди. Решение вы найдете ниже.

Если вы поняли суть и научились считать протоны, нейтроны и электроны, самое время приступать к следующей теме.

Изотопы

Изотопы (греч. isos — одинаковый + topos — место) — общее название разновидностей одного и того же химического элемента,
имеющих одинаковый заряд ядра (число протонов), но разное число нейтронов.

Вероятно, вы не задумывались, но вся таблица Д.И. Менделеева и представленные в ней химические элементы — это самые распространенные
на земле изотопы.

Лучше всего объяснить, что такое изотопы наглядным примером. Широко известны три изотопа водорода: протий, дейтерий и тритий.

В таблице Д.И. Менделеева представлен самый распространенный из трех — протий. Он содержит 1 протон и 1 электрон, нейтроны отсутствуют. У
дейтерия 1 протон, 1 нейтрон и 1 электрон. У трития 1 протон, 2 нейтрона, 1 электрон.

Теперь очевидно, что изотопы — атомы одного и того же химического элемента, различающиеся числом нейтронов.

Рассмотрим пример с изотопами лития. Самостоятельно посчитайте количество нейтронов у каждого изотопа. Найдите тот, который
включен в таблицу Д.И. Менделеева.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Chem4Kids.com: Атомы: Нейтроны

Нейтроны — это частицы в атоме, которые имеют нейтральный заряд . Они не положительны, как протоны. Они не отрицательны, как электроны. Но не начинайте думать, что они не важны. Каждая часть атома имеет огромное значение для того, как атом действует и ведет себя. Нейтроны не исключение.

Итак, если атом имеет одинаковое количество электронов и протонов, заряды нейтрализуют друг друга, и атом имеет нейтральный заряд.Вы можете добавить в смесь тысячу нейтронов, и заряд не изменится. Однако если вы добавите тысячу нейтронов, вы создадите один сверхрадиоактивный атом. Нейтроны играют главную роль в массе и радиоактивных свойствах атомов. Возможно, вы читали страницу об изотопах. Изотопы создаются при изменении нормального количества нейтронов в атоме.

Вы знаете, что нейтроны находятся в ядре атома. В нормальных условиях протоны и нейтроны слипаются в ядре.При радиоактивном распаде они могут быть выбиты оттуда. Нейтронные числа способны изменять массу атомов, потому что они весят примерно столько же, сколько протон и электрон вместе взятые. Если есть много атомов элемента, являющихся изотопами, средняя атомная масса этого элемента изменится. Мы говорили об углероде (С), имеющем среднюю массу 12,01. Это не сильно отличается от того, что можно было бы ожидать от атома с 6 протонами и 6 нейтронами. Количество изотопов углерода не сильно меняет атомную массу.По мере того, как вы продвигаетесь выше в таблице Менделеева, вы найдете элементы с гораздо большим количеством изотопов.

Разве мы говорили, что все атомы имеют нейтроны? Упс. Все элементы имеют атомы с нейтронами, кроме одного. Обычный атом водорода (H) не имеет нейтронов в своем крошечном ядре. Этот крошечный атом (самый крошечный из всех) имеет только один электрон и один протон. Вы можете убрать электрон и сделать ион, но вы не можете убрать ни одного нейтрона. Особая структура водорода становится очень важной, когда вы узнаете, как водород взаимодействует с другими элементами периодической таблицы.Если вы узнаете о ядерном синтезе , вы узнаете о дейтерии и тритии. Дейтерий представляет собой атом водорода с дополнительным нейтроном, а тритий имеет два дополнительных нейтрона. Вы не найдете много дейтерия на своем заднем дворе. В основном это океаны. Не волнуйтесь, если вы его найдете, он не радиоактивный. Это стабильный изотоп.

Сверхтекучие ядра звезд (видео Science@NASA)

Где настоящие протоны, нейтроны и электроны?

Протоны — положительно заряженные частицы, составляющие значительную массу атома.0#. Есть некоторые элементы, которые имеют одинаковое количество протонов, то есть это один и тот же элемент, но разное количество нейтронов. Эти элементы известны как изомеры. Углерод-14 и углерод-12 являются довольно известными изомерами.

Протоны и нейтроны составляют ядро ​​атома, и они вместе составляют массовое число каждого элемента. Например, углерод имеет массовое число 12 (это изомер углерода-12). Вы можете посчитать, сколько в ней нейтронов?
Если вы рассчитали 6 нейтронов, вы правы! Как насчет углерода-14? Вот так! 8 нейтронов. -#. Эти частицы как бы блуждают снаружи атома по так называемой орбитали (не путать, например, с орбитой планеты. На самом деле это гораздо сложнее). Это части атома, которые взаимодействуют с окружающей средой, то есть взаимодействуют с другими атомами.

Бывают времена, когда в атоме не равное количество протонов и электронов. Когда это происходит, атом называют не элементом, а скорее ионом. Ион является результатом любого элемента, несущего положительный или отрицательный заряд.Обычно это достигается добавлением или удалением электронов, а не протонов (хотя понимание ядерной химии может помочь показать, что иногда протоны могут быть удалены, существенно изменяя элемент целиком. Это предмет алхимии).

Не стесняйтесь комментировать, если у вас есть какие-либо вопросы!

Трехмерная структура протонов и нейтронов

Протонная субструктура представляет собой сложную и динамичную систему кварков и глюонов.

У нас в лаборатории Джефферсона есть обширная программа по изучению структуры нуклонов в валентной области. Возникновение спина протона и нейтрона через его составляющие — один из фундаментальных вопросов ядерной физики. Вклад кварков из валентной области, где один кварк несет значительную долю импульса протона, все еще относительно не ограничен. Динамика валентных кварков сильно связана со структурой самого основного состояния КХД. Мы проводим два эксперимента в зале C, в которых мы рассеиваем электроны на мишени из поляризованного гелия-3 под высоким давлением: один для измерения кварковой поляризации нейтрона в валентной области, а другой — для исследования цветных электрических и магнитных полей нейтрона.

Наша группа сыграла ведущую роль в эксперименте Холла С по исследованию законности зарядовой симметрии в распределении валентных кварков посредством высокоточного измерения полуинклюзивного рождения заряженных пионов в результате рассеяния электронов на дейтерии. Свидетельство нарушения зарядовой симметрии в этой области, которое никогда не измерялось, может иметь далеко идущие последствия. Следуя этим усилиям, мы можем продолжить эксперименты следующего поколения по нарушению зарядовой симметрии путем рассеяния электронов от мишеней A = 3 в лаборатории Джефферсона и EIC.

Наша программа по изучению динамики кварков внутри нуклона охватывает различные инициативы. Мы проводим несколько экспериментов с детектором CLAS12 для измерения поперечного импульсного распределения кварков внутри протона, обеспечивая доступ к таким величинам, как орбитальный угловой момент кварка и кварковая спин-орбитальная корреляция, со статистической точностью на несколько порядков выше, чем существующие. уровень развития. Мы продолжим эту программу с SoLID, где будем изучать динамику кварков в нейтроне, и с EIC, где мы соединим низкоэнергетические режимы с высокоэнергетическими, затрагивая как море кварков, так и валентный сектор.В то же время мы будем исследовать универсальность этих величин в рассеянии Дрелла-Яна на мишенях из поляризованного водорода и дейтерия в SpinQuest, преемнике эксперимента SeaQuest в Fermilab.

Неясно насчет ядерной? — OpenLearn

Каким бы ни был тип атома, каждый из них имеет определенные общие черты. Каждый содержит центральное ядро ​​(множество ядер), которое несет положительный электрический заряд, а также большую часть массы атома. Ядро окружено одной или несколькими отрицательно заряженными частицами, известными как электроны (символ: e ^— ), каждая из которых имеет гораздо меньшую массу, чем ядро.Самые простые атомы из всех, атомы элемента водорода, имеют ядро, состоящее всего из одной частицы, известной как протон (символ: р). Следующий простейший атом, гелий, имеет в ядре два протона; литий имеет три протона; у бериллия четыре; бор, пять; углерод, шесть; и так далее.

Число протонов в ядре атома известно как его атомный номер ( Z ), и именно это число определяет химический элемент. Элементы определяются их химическим составом, а вся химия связана с взаимодействием электронов атома, а не ядер.Число электронов в нейтральном атоме всегда равно числу протонов в его ядре.

Говоря о величине электрического заряда частиц и атомов, удобнее всего использовать в качестве точки отсчета заряд протона. Итак, электрический заряд протона равен «+1» единице. Электрический заряд электрона точно такой же, как у протона, но отрицательный, а не положительный. Таким образом, электрический заряд электрона равен «-1» единице.

• Какой атомный номер углерода? Каков электрический заряд ядра углерода?

• Ядро атома углерода содержит шесть протонов, поэтому атомный номер углерода равен 6, а заряд ядра равен +6 единицам.

Другими составляющими атомных ядер являются частицы, известные как нейтроны (символ: n), поскольку они имеют нулевой электрический заряд. Нейтроны имеют массу, которая почти, но не точно такая же, как у протонов, которая примерно в две тысячи раз больше массы электрона. Следовательно, они вносят вклад в массу атома, но не в его электрический заряд.

Обычные атомы водорода не имеют нейтронов в своих ядрах, хотя существует форма водорода, известная как дейтерий, в которой они есть.Ядро атома дейтерия состоит из протона и нейтрона. Это по-прежнему элемент водорода (поскольку он содержит только один протон), но это «тяжелая» форма водорода благодаря дополнительному нейтрону. Говорят, что дейтерий является изотопом водорода. Точно так же обычные атомы гелия содержат в своем ядре два нейтрона вместе с двумя протонами; но вместо этого «легкий» изотоп гелия содержит только один нейтрон. Общее число протонов и нейтронов в ядре атома известно как массовое число ( A ) атома.Разные изотопы элемента имеют разные массовые числа, но их атомные номера одинаковы.

Вопрос 3

Рассчитайте массовые числа:

• а. нормального водорода
• б. «тяжелого» водорода (например, дейтерия)
• в. обычного гелия
• г. «легкого» гелия.

Ответ

• а. Ядро обычного водорода содержит один протон, поэтому массовое число равно 1.
• б. Ядро дейтерия содержит один протон и один нейтрон, поэтому массовое число равно 2.
• c.Ядро обычного гелия содержит два протона и два нейтрона, поэтому массовое число равно 4.
• d.Ядро «легкого» гелия содержит два протона и один нейтрон, поэтому массовое число равно 3.

В качестве сокращения изотопы каждого элемента могут быть представлены с использованием следующих обозначений, где X — это символ самого элемента, а два числа используются для обозначения атомного номера (нижнее число, Z ) и массового числа (верхнее номер, А ).Так, нормальный атом водорода изображается как , а атом более тяжелого изотопа дейтерия — как . Изотопы некоторых других легких атомов показаны в таблице 3 и на рисунке 7. В качестве альтернативного обозначения используется название элемента, за которым следует дефис, а затем массовое число. Например, гелий обычно обозначается как гелий-4, а более легкий изотоп, упомянутый выше, обозначается как гелий-3. Их также можно сократить до химического символа и массового числа, например He-4 и He-3.

Иногда протоны и нейтроны вместе называют нуклонами, потому что оба типа частиц находятся внутри ядра атома. Точно так же электроны, протоны и нейтроны по понятным причинам часто вместе называют субатомными частицами. Эта номенклатура обобщена в Таблице 4.

Таблица 3 Некоторые изотопы восьми самых легких элементов. Изотопы одного и того же элемента имеют одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.

* Некоторые изотопы нестабильны, т. е. распадаются на другие продукты.Стабильность изотопов обсуждается в разделе 2.2.

Хотя это и не требуется для обсуждения ядерной энергии, стоит упомянуть, что протоны и нейтроны сами по себе имеют внутреннюю структуру и состоят из еще более мелких частиц, известных как кварки.

Атомы стремятся стать электрически нейтральными. Другими словами, положительный электрический заряд ядра точно уравновешивается отрицательным электрическим зарядом окружающих его электронов. Поскольку каждый электрон несет электрический заряд -1 единицу, а каждый протон несет электрический заряд +1 единицу, число электронов в нейтральном атоме равно и в точности равно числу протонов в его ядре.Однако при некоторых обстоятельствах электрон может быть удален из нейтрального атома, или атом может приобрести «лишний» электрон, оставив атом либо положительно, либо отрицательно заряженным. В этом случае атом известен как ион, и происходит процесс ионизации. Вы узнаете об ионизирующем излучении позже.

Рисунок 7 Схематические изображения ядер некоторых изотопов. Протоны окрашены в красный цвет и помечены буквой p, а нейтроны — зеленым и отмечены буквой n.

Таблица 4 Составные части атомов: субатомные частицы.

Электрон

Enel

• В чем разница между атомом лития-7 и атомом бериллия-7?

• Оба атома имеют одинаковое массовое число, а именно 7. Однако ядро ​​атома лития имеет три протона и четыре нейтрона, а ядро ​​атома бериллия — четыре протона и три нейтрона. Кроме того, атом лития содержит три электрона, а атом бериллия содержит четыре электрона.

Вопрос 5

Что описывают атомный номер и массовое число атома?

Ответ

Атомный номер описывает количество протонов в ядре и, следовательно, тип атома. Массовое число описывает общее количество протонов и нейтронов, вместе известных как нуклоны, в ядре.

На февраль это железо — атомный №26

Гемоглобин представляет собой тетрамер, состоящий из четырех полипептидных цепей. Каждый мономер содержит гемовую группу, в которой ион железа связан с кислородом. При железодефицитной анемии сердце работает интенсивнее, чтобы перекачивать больше кислорода через тело, что часто приводит к сердечной недостаточности или заболеванию. Мы отмечаем 150-летие периодической таблицы Менделеева, выделяя один или несколько химических элементов с важными биологическими функциями каждый месяц в 2019 году. В январе мы представили атом № 1 и проанализировали роль водорода в окислительно-восстановительных реакциях и электрохимических градиентах как движущей силе энергии для клеточного роста и активности.

В феврале мы выбрали железо, самый распространенный элемент на Земле, с химическим символом Fe (от латинского слова «ferrum») и атомным номером 26.

Нейтральный атом железа содержит 26 протонов и 30 нейтронов плюс 26 электронов в четырех разных оболочках вокруг ядра. Как и в случае с другими переходными металлами, различное количество электронов из двух самых внешних оболочек железа доступно для соединения с другими элементами.Обычно железо использует два (степень окисления +2) или три (степень окисления +3) своих доступных электронов для образования соединений, хотя в природе присутствуют степени окисления железа в диапазоне от -2 до +7.

Железо естественным образом встречается в известной вселенной. Он в изобилии образуется в ядрах массивных звезд при слиянии хрома и гелия при чрезвычайно высоких температурах. Каждая из этих сверхгигантских железосодержащих звезд живет лишь короткое время, прежде чем взорваться как сверхновая, разбрасывая железо в космос и на твердые планеты, такие как Земля.Железо присутствует в земной коре, ядре и мантии, где оно составляет около 35 процентов от общей массы планеты.

Железо имеет решающее значение для выживания всех живых организмов. Биологические системы постоянно подвергаются воздействию высоких концентраций железа в изверженных и осадочных породах. Микроорганизмы могут поглощать железо из окружающей среды, секретируя железохелатирующие молекулы, называемые сидерофорами, или через связанные с мембраной белки, которые восстанавливают Fe+3 (трехвалентное железо) до более растворимого Fe+2 (двухвалентное железо) для внутриклеточного транспорта.Растения также используют механизмы секвестрации и восстановления для получения железа из ризосферы, тогда как животные получают железо из пищевых источников.

Попадая внутрь клеток, железо связывается с белками-носителями и с железозависимыми ферментами. Белки-носители, называемые ферритинами (присутствующие как у прокариот, так и у эукариот), хранят, транспортируют и безопасно высвобождают железо в необходимых областях, предотвращая избыток свободных радикалов, генерируемых высокоэнергетическим железом. Железозависимые ферменты включают бактериальные нитрогеназы, которые содержат железо-серные кластеры, катализирующие восстановление азота (N2) до аммиака (Nh4) в процессе, называемом фиксацией азота.Этот процесс необходим для жизни на Земле, потому что он необходим всем формам жизни для биосинтеза нуклеотидов и аминокислот.

Некоторые железосвязывающие белки содержат гем — порфириновое кольцо, координированное с ионом железа. Белки гема включают цитохромы, каталазу и гемоглобин. В цитохромах железо действует как одноэлектронный челнок, облегчающий реакции окислительного фосфорилирования и фотосинтеза для получения энергии и питательных веществ. Каталаза железа опосредует преобразование вредной перекиси водорода в кислород и воду, защищая клетки от окислительного повреждения. У позвоночных Fe+2 в гемоглобине обратимо окисляется до Fe+3, что позволяет связывать, хранить и транспортировать кислород по всему телу до тех пор, пока он не потребуется для производства энергии путем метаболического окисления глюкозы.

Живые организмы адаптировались к обилию и доступности железа, включив его в биомолекулы для выполнения связанных с металлом функций, необходимых для жизни во всех экосистемах.

Год (био)химических элементов

Читать всю серию:

Для января это атомный номер.1

На февраль это железо — атомный №26

Для марта это почечный трифермент: натрий, калий и хлор

За апрель это медь — атомный №29

На май, это в твоих костях: кальций и фосфор

Для июня и июля это атомные номера 6 и 7

Дышите глубже — для августа это кислород

Марганец редко путешествует в одиночку

В октябре магний помогает листьям оставаться зелеными

Ноябрь, это запах серы

Завершение года с никелем и цинком

Все о периодической таблице

Автор: Молли Фридман

Неважно, сколько у вас опыта в химии, вы наверняка слышали о периодической таблице. Таблица Менделеева, являющаяся основным предметом на каждом уроке естествознания, рассказывает нам все, что нам нужно знать обо всех 118 элементах. Вы могли заметить, что элементы сгруппированы очень специфическим образом, но какую информацию на самом деле дает нам периодическая таблица? Что ж, пристегните свой атомный ремень безопасности, потому что мы собираемся узнать все о периодической таблице.

Давайте посмотрим на мой любимый элемент, молибден! Это увеличенное изображение молибдена в периодической таблице.Спереди и в центре мы видим символ атома Mo. У каждого элемента есть символ атома с одной, двумя или тремя буквами, который помогает нам быстро определить, с каким элементом мы работаем (вы, вероятно, знаете некоторые более распространенные символы атома, такие как Au для золота или Na и Cl для натрия и хлора). В самом верху мы видим полное название элемента. Ниже мы видим атомный номер. Давайте сломаем это.

Есть три сверхмалых частицы, которые объединяются, чтобы сформировать все известные атомы: протоны, нейтроны и электроны. Протоны и нейтроны находятся в ядре атома, а электроны занимают пространство вокруг ядра. Прямо под названием элемента атомный номер дает нам количество протонов в атоме. Протоны и нейтроны НАМНОГО больше и тяжелее электронов. Масса протона или нейтрона почти в 2000 раз превышает массу электрона. Таким образом, мы можем игнорировать массу электронов в наших расчетах. Ядро нейтрального атома имеет равное количество протонов, нейтронов и электронов. Итак, если у молибдена 42 протона и 42 электрона, то почему атомная масса (состоящая только из протонов и нейтронов, как мы говорили ранее) равна 95.94 вместо (42 протона + 42 электрона = ) 84? Это связано с тем, что называется изотопом.

«Что такое изотоп?», спросите вы. Что ж, изотоп — это нейтральный атом, который имеет одинаковое количество протонов (элемент определяется количеством протонов, это не может измениться), но разное количество нейтронов. Изотопы образуются различными способами, которые выходят за рамки этого поста в блоге, но нам нужно знать, что для определенного элемента может образовываться много разных изотопов. Некоторые изотопы, с которыми вы, возможно, знакомы, — это углерод-12 и углерод-14, которые используются для определения возраста различных окаменелостей. Углерод-12 и Углерод-14 описывают атомы углерода с 12 и 14 нейтронами соответственно. Если мы применим идею изотопов к атомной массе (массе протонов и нейтронов в атоме), мы увидим, что разные изотопы будут иметь разные атомные массы в зависимости от количества нейтронов в их ядрах. Молибден может иметь 54 нейтрона (составляя атомную массу 42 протона + 54 нейтрона = 96 атомных единиц массы) или 56 нейтронов (составляя атомную массу 42 протона + 56 нейтронов = 98 атомных единиц массы) или какое-то другое количество нейтронов. .

Как же получить десятичное значение атомной массы? Атомная масса элемента, указанная в периодической таблице, показывает нам средневзвешенных всех существующих изотопов элемента. Средневзвешенное значение означает, что мы принимаем во внимание, сколько определенного изотопа встречается в природе, и мы позволяем ему соответственно вносить свой вклад в общую атомную массу. Так, если изотопа молибдена с 54 нейтронами (96 атомных единиц массы) больше в природе, чем изотопа молибдена с 56 нейтронами (98 атомных единиц массы), то общая атомная масса молибдена будет ближе к 96, чем к 98, это то, что мы видим, как показано атомной массой 95.94 в периодической таблице.

Различные периодические таблицы содержат разное количество информации в зависимости от того, для чего периодическая таблица используется, но эти четыре обсуждаемые части информации (атомный символ, атомное имя, атомный номер и атомная масса) довольно стандартны для периодических таблиц.

Теперь вы знаете все о периодической таблице и о том, какую информацию она нам дает. Так что в следующий раз, когда вы войдете в свой научный класс (скрестим пальцы, который скоро будет!) и увидите таблицу Менделеева на стене, вы можете удивить своих друзей своими обширными знаниями о таблице Менделеева.

И с этим, Углеродный Уран (CU) позже! Надеюсь, вам понравилось изучение периодической таблицы!

Сколько нейтронов можно втиснуть в атом? Больше, чем думали физики | Наука

Физики в Японии взорвали самые тяжелые ядра кальция из когда-либо виденных, каждое из которых содержит 20 протонов, необходимых для образования элемента, но с огромным количеством нейтронов — 40. Это в два раза больше нейтронов, чем в наиболее распространенной форме кальция, и на пару больше, чем предыдущий рекорд.Это открытие предполагает, что в ядра можно втиснуть даже больше нейтронов, чем считалось ранее, и это может иметь значение для теории нейтронных звезд.

«Это действительно важное и интересное открытие», — говорит Дэниел Филлипс, физик-ядерщик из Университета Огайо в Афинах. По его словам, физические модели ядерной структуры настроены на более распространенные ядра с примерно равным числом протонов и нейтронов, и ученым необходимо знать, насколько ошибочны эти теории, когда они экстраполируют их на ядра с более неравномерным соотношением протонов и нейтронов.

Атомное ядро ​​состоит из протонов и нейтронов, удерживаемых вместе сильным ядерным взаимодействием. Количество протонов определяет идентичность атома как химического элемента; количество нейтронов определяет изотоп этого элемента. В учебниках ядро ​​часто изображается как множество протонов и нейтронов, слипшихся вместе, как леденцы, но настоящие ядра гораздо сложнее. Хотя оно состоит из дискретных частиц, среднее ядро ​​больше похоже на каплю жидкости с поверхностным натяжением.В то же время, однако, ядра имеют абстрактные квантовые энергетические оболочки и могут быть более тесно связаны, когда у них есть магическое число протонов или нейтронов, которые заполняют эти оболочки — точно так же, в более широком масштабе, атомы более инертны, когда они имеют заполненные оболочки. электронов. Кроме того, протоны и нейтроны могут образовывать мимолетные пары и тройки, которые также изменяют свойства и стабильность ядра.

Теоретики используют разные модели для объяснения этих конкурирующих моделей поведения. Для относительно легких ядер модели ab initio прямо учитывают взаимодействие отдельных протонов и нейтронов.Но такие модели увязают в более тяжелых ядрах, поэтому теоретики используют более приблизительные модели, основанные на «функционалах плотности», которые рассматривают распределение протонов и нейтронов как непрерывные переменные. Десятки таких моделей могут расходиться во мнениях по таким базовым вещам, как количество нейтронов, прилипших к ядру, предел, который физики часто визуализируют на диаграмме, похожей на сетку. На диаграмме, которая показывает количество протонов по вертикальной оси и количество нейтронов по горизонтальной оси, известные и предсказанные ядра образуют полосу в форме рассола, нижняя граница которой отмечает «линию нейтронной капельницы»: максимальное количество нейтронов ядро может удерживать.Физики не знают точно, где находится капельная линия.

Теперь группа из 30 человек из японской лаборатории RIKEN в Вако и Мичиганского государственного университета (МГУ) в Ист-Лансинге произвела партию новых богатых нейтронами ядер, которые предполагают, что линия капельного полива находится дальше, чем предсказывают многие теории, сообщили они. на прошлой неделе в Physical Review Letters . По словам Александры Гаде, экспериментатора из МГУ, команда охотилась по соседству с кальцием, потому что его магическое число протонов уже придает ему более сильную связь.

Используя фабрику радиоактивных изотопов RIKEN, исследователи разорвали тяжелые ядра цинка, пропустив их луч через бериллиевую мишень. Затем они использовали чрезвычайно точный магнитный сепаратор, чтобы отсортировать огромное количество ядер в обломках. Всего команда произвела восемь новых нейтронно-избыточных ядер, включая кальций-59 и кальций-60, с 39 и 40 нейтронами соответственно. Чтобы получить два ядра кальция-60, исследователям пришлось выстрелить в цель 200 квадриллионов ядер цинка.

Новые результаты, кажется, опровергают модели ab initio, которые обычно предсказывают, что кальций-60 не должен существовать. На самом деле, данные предполагают, что возможно создать ядра кальция с еще большим количеством нейтронов, говорит Гейд. Из 35 моделей, которые сравнили исследователи, две, которые лучше всего соответствуют всем новым данным, предсказывают, что изотоп кальция существует вплоть до кальция-70, который будет иметь колоссальные 50 нейтронов.

Гейд предостерегает от грубых обобщений по поводу капельной линии.Тем не менее, Филлипс говорит, что он надеется, что результаты будут лучше ограничивать капельную линию, поэтому экспериментаторам не нужно будет просто ее ощупывать.