Explicamos o que é um nêutron, como foi descoberto, sua função e propriedades. Além disso, o que é fissão nuclear e para que é usado.
O que é um nêutron?
Um nêutron é um tipo de partícula subatômica (partículas que constituem os átomos da matéria ) presente no núcleo de alguns átomos e dotada de uma carga elétrica neutra . Todos os átomos do universo são compostos de nêutrons, prótons (com carga positiva) e elétrons (com carga negativa).
Os nêutrons são encontrados no núcleo dos átomos (exceto para o hidrogênio), junto com os prótons. Eles são mantidos juntos por fortes forças nucleares, enquanto os elétrons, no modelo atômico clássico, dançam em diferentes órbitas . Por esse motivo, prótons e nêutrons são conhecidos como núcleons .
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Descoberta de nêutrons
Antes da descoberta dos nêutrons, desconhecia-se a massa e a carga dos átomos, principalmente quando ficou claro que os elétrons não poderiam estar no núcleo atômico , mas que a massa nuclear não correspondia exatamente à massa total dos prótons. .
Assim, o físico alemão Ernest Rutherford, que descobriu os prótons, propôs em 1920 a necessidade de um nêutron , ou seja, uma partícula que fornecesse massa ao átomo sem modificar sua carga elétrica .
Anos depois, os nêutrons foram descobertos em 1932 pelo físico inglês James Chadwick , ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1935 . Graças a diferentes experiências e estudos sobre a radiação obtida pela penetração da parafina ou de outros compostos ricos em hidrogênio, Chadwick mostrou que as previsões físicas não correspondiam ao fenômeno observado.
Ou seja, a radiação obtida provinha de partículas semelhantes ao próton, mas que não possuíam carga elétrica. Essa foi a primeira experiência que levou à descoberta formal dos nêutrons.
Propriedades dos nêutrons
Os nêutrons têm massa semelhante à do próton , mas um pouco maior (1,00137 vezes) e, portanto, muito maior que a do elétron (1838,5 vezes). Como os prótons, eles são feitos de partículas fundamentais chamadas quarks . Os nêutrons têm dois quarks ” para baixo ” e um “para cima “. A soma das cargas desses quarks é zero.
Quando estão no núcleo atômico, os nêutrons são estáveis, mas quando estão fora, no estado livre, têm meia-vida de 879,4 segundos, antes de se decomporem em próton, elétron e elétron antineutrino. É o que costuma acontecer dentro de usinas nucleares, onde existe uma alta concentração de nêutrons livres.
Função de nêutrons
Os nêutrons cumprem uma função estabilizadora dentro do núcleo do átomo. Se não fossem, os prótons se repeliriam. Com sua presença, os nêutrons compensam essa força elétrica repulsiva pela forte força nuclear que mantém os prótons e nêutrons únicos no núcleo.
No entanto, nêutrons livres podem ser usados para outros tipos de funções, convenientes para humanos . Por exemplo, é utilizado para a penetração e visualização de materiais , por meio de sua emissão controlada.
Também são usados na fissão nuclear, ou seja, na ruptura do núcleo atômico bombardeando-o com nêutrons livres, causando reações que liberam enormes quantidades de energia . Isso, é claro, acarreta muitos perigos, já que a emissão descontrolada de nêutrons pode danificar a estrutura das proteínas básicas dos seres vivos .
Nuclear fision
A fissão nuclear é uma forma de decomposição de átomos , especificamente átomos de materiais pesados como o urânio (U) e seus isótopos estáveis.
Esse procedimento consiste em bombardear o núcleo, por exemplo e mais comumente do urânio, com nêutrons rápidos , o que provoca sua clivagem e liberação de energia , junto com novos nêutrons livres, em uma reação em cadeia capaz de gerar altos níveis de energia utilizável.
Quando essa reação ocorre em um ambiente controlado, ela pode ser utilizada para gerar eletricidade por meio de turbinas e utilizá-la para uso humano, como ocorre em usinas nucleares. A energia nuclear é relativamente segura e muito econômica, mas envolve certos riscos como substâncias tóxicas subproduzidas (radioativas).
Ao contrário, quando essa reação ocorre de forma descontrolada, estamos diante de uma bomba atômica , uma das invenções de guerra mais destrutivas que a humanidade já concebeu, como as lançadas pelo governo dos Estados Unidos nas cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki na Segunda Guerra Mundial .
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