詹姆斯·查德威克于1932年发现了中子。中子是一种不带电荷、质量略大于质子的亚原子粒子。它与质子一起位于原子核内。中子的数量决定了元素的同位素。碳-12有6个中子,碳-14有8个中子。中子对于核稳定性和核反应至关重要。
中子本身并不稳定。一个自由中子大约会在15分钟内衰变成一个质子、一个电子和一个反中微子,这就是β衰变。在稳定的原子核内,中子之所以稳定,是因为强核力将它们与质子结合在一起。质子和中子的平衡决定了原子核是稳定的还是具有放射性的。中子过多或过少都会导致衰变。
中子用途广泛。中子散射可以揭示材料的结构,尤其适用于含氢材料。中子活化分析可以识别微量元素。中子疗法可以治疗某些癌症。中子弹是一种核武器,旨在释放致命的中子辐射。核反应堆利用中子来维持裂变链式反应。
中子是一种重子,由三个夸克组成:一个上夸克和两个下夸克。它的磁矩不为零,这在测量之初令人惊讶。中子并非基本粒子,但它是构成物质的基本单元。
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