NÖTRON a. (fr. neutron; neutr[e], yansız ve [electr]on, elektron'dan). Fiz. Elektriksel bakımdan yansız, kütlesi protonunkine çok yakın hadron parçacığı. (Nötron, atomların çekirdeğinde bağlı halde ya da serbest halde bulunabilir ama, bu durumda kararsızdır ve radyoaktifliğiyle bozunur). [Bk. ansikl. böl.]
—Astrofiz. Nötron yıldızı, yozlaşmış maddelerden (temel bileşeni nötron gazıdır) oluşan son derece yoğun ve çok küçük boyutlu yıldız. (Kütlesi, 1,5 ile 3 Güneş kütlesi arasında değişen, yarıçapı ise yalnızca 10 km olan nötron yıldızlarının hacimsel kütleleri cm3'te 100 milyon ton düzeyindedir Bu yıldızlar süpernova patlamalarından geri kalan yıldız artıklarından meydana gelir ve gözlem sırasında pulsar olarak görünür.)
—Savunm. Nötron bombası, kaynaşma tepkimelerinden yararlanarak çalışan nükleer silah (bu tepkimelerde açığa çıkan enerjinin büyük bölümü çok hızlı hareket eden nötronlar biçimindedir). [Bk. ansikl. böl.]
—ANSİKL.
•
Nötronun bulunması. Nötronu 1932'de James Chadvvick buldu. O zamanlar, atom çekirdeklerini oluşturdukları varsayılan, bilinen tek atomaltı parçacıklar, elektronlar ve protonlardı. Bununla birlikte 1930’da, parçacıklarla bombardıman edilen kimi cisimlerin, yüklü parçacık algılayıcıları üzerinde etkisiz kalan (sıfır yük) ama ikincil etkileriyle ve özellikle bir parafin blok dışına proton fırlatılmasıyla kendini belli eden kimi parçacıkların yayımlandığı gözlemlendi; bu parçacıkların kütlesi protonların kütlesiyle aynı düzeydeydi. Chadvvick, nötron adını verdiği bu yeni parçacıkları, çekirdeği oluşturan öğeler olarak yorumladı. Günümüzde nötronun ayırtedici nitelikleri iyi bilinmektedir. Elektrik yükü sıfırdır (daha kesin olarak, nötron için olası bir yük konusunda en yeni ölçüler, e elektron yükü olmak üzere 10-19 elik bir üst sınır göstermiştir). Kütlesi M= 1,67495-10"27 kg'dır. Spini 1/2 değeriyle nitelenir. Nötron, baryonlar sınıfına aittir. Protondan daha az kararlıdır ve yaklaşık 12 dakikalık bir yaşam süresiyle, nötron - proton + elektron + karşı tnötrino tepkimesi uyarınca protona bozunur. (RADYOAKTİFLİK.)
•
Nötron kınnımı. Isıl nötronlar denen nötronların (çünkü enerjileri, oda sıcaklığında, ısıl çalkanma kinetik enerjisi düzeyindedir) angström düzeyinde yani kristallerdeki atomlararası uzaklıkla karşılaştırılabilir bir De Broglie dalga boyu vardır. Bu nedenle nötronların kırınımı, kristal haldeki katı cisimlerin atom yapısını belirlemeye yarar. Hafif atomları (özellikle hidrojen atomlarını) saptamada, X ışınlarının kırınımından daha üstün yanları vardır. Gerçekte X fotonlarının atomlarla, yalnızca bu atomların elektronları düzeyinde yaptıkları etkileşim, elektron sayısı düşük atomlar için (hidrojen atomları gibi) fazla önemli değildir; buna karşılık nötronlar atom çekirdeklerinin nükleonlarıyla etkileşir; dolayısıyla nötronlar elektron sayılarına bağlı olmadan atomlar tarafından kırınıma uğratılır. Nötronların bu kırınım özelliğinden, özellikle hidrojen bakımından zengin organik maddeleri incelemede yararlanılır.
Spin manyetik momenti sayesinde nötron, atomları bir manyetik moment taşıyan manyetik gereçleri incelemede seçkin bir araçtır. Karşıtferromanyetik maddelerin, kuramsal olarak öngörülen varlığı, deneysel olarak nötron kırınımıyla ortaya konmuştur. Öte yandan, ısıl nötronların enerjisi, kristal atomlarının kendi denge konumları çevresindeki titreşim enerjisine benzer. Dolayısıyla nötronların kırınımı, bu uyarmaların tayfını ve bunların ortak biçimini (fononlar ve manyonlar) belirlemeye olanak verir.
—Nük. müh. Serbest bir nötronla bir çekirdek arasında çeşitli tip etkileşimler vardır. Uranyum 235 gibi kimi ağır çekirdekler, bir nötronun çarpmasıyla iki (nadir olarak üç) parçaya ayrılabilir; bu parçalanma'dır. Bu son derece ısıveren tepkimede, yaklaşık 200 MeV'lik bir enerji açığa çıkar ve 2 ya da 3 nötron yayımlanır. Bu nötronların enerjisi değişkendir ve 2 MeV' ye yakın bir ortalamayla, 10 MeV'nin ötesine dek uzanır. Bu enerji, nötronlar ve bunların içinden geçtiği gereç atomlarının çekirdekleri arasındaki çarpmalarla yavaş yavaş azalır. Reaktörler fiziğinde, bu nötronların enerjileri, 0,1 MeV'den büyük olanları hızlı nötronlar, enerjileri 1 eV ile 0,1 MeV arasında olanları ara nötronlar, enerjileri 1 eV'nin altında olanları yavaş nötronlar adlarıyla belirtilir. İçinde bulundukları ortamın atomlarıyla ısıl dengede olacak biçimde yeterince yavaşlatılmış nötronlara, ısıl nötronlar adı verilir. Başlıca iki nükleer reaktör ailesi hızlı nötronlu reaktörler ile ısıl nötronlu reaktörlerdir. Birincilerde, parçalanmaları temel olarak hızlı nötronlar, İkincilerde ise ısıl nötronlar oluşturur.
Bilimsel araştırma ve sanayisel uygulamaların gereksinimleri için çeşitli nötron kaynakları kullanılır. En yeğin nötron kaynakları nükleer reaktörlerdir; bunlar kolayca saniyede, cm2 başına 1014 nötron düzeyinde akılar elde etmeye olanak verir. Küçük kaynaklar, a radyoaktif bir maddeyle, örneğin bir radyum ya da polonyum tuzuyla berilyumun bir karışımından oluşturulabilir; Öte yandan, nötronlar yayımlayarak kendiliğinden parçalanmaya uğrayan kaliforniyum 252 de kullanılabilir.
—Savunm. Nötron bombası. Daha açık olarak, güçlendirilmiş ışınımlı silah ya da küçültülmüş ısılmekanik etkili silah olarak adlandırılan bu bomba 1960Tı yıllarda ortaya çıktı. Nötron bombasında ısı ve darbe etkileri klasik nükleer silaha göre küçültülmüş, nükleer ışınımların etkisiyse (nötronlar ve ikincil gama ışımaları) güçlendirilmiştir. Örnek olarak bu tipten bir amerikan silahı gösterilebilir; bu silah 1 kt'luk bir enerji için, klasik 10 kt'luk bir bomba kadar nötron yayımlar. Oysa mekanik tahribat ışınları hemen hemen enerjinin küp kökü kadar değişir, yani yukar hoktasr da seçilen örnek için 2,15 oranında azalır. Eşit enerjide, 1 kt'luk bir nötron bombası, tam parçalanmaya dayalı 1 kt'luk taktik bir silahtan beş ile yedi kat daha fazla ani ışıma (nötronlar, gama ışımaları) yayar, etkinlik alanı aynı oranlardadır ve artık radyoaktif serpinti çok daha azdır. Nötron bombası önceleri füzesavar olarak kullanıldı (alçaktan uçan amerikan Sprint av önleme uçağı, 1975). Bu silah, önlemenin yapıldığı dost topraklar üzerinde önemli bir hasar meydana getirmeme gibi bir üstünlüğe sahiptir. Daha sonraları, bir zırhlı düşman birliğinin personelini ve darbe ve yangınla, bombalanan bölgenin çevrede oluşturacağı tahribatı en az düzeyde tutarak destek kuvvetlerini muharebe dışı bırakma yeteneğine sahip, kara muharebe alanlarında kullanılacak taktik bir savunma silahı olmuştur. Bu özellikleri sığınaklardaki sivillere ve yerleşim merkezlerindeki halka gelebilecek zararları azaltmayı sağlar. Üstelik toprak, nötronları klasik bir zırhtan çok daha etkili bir biçimde durdurduğundan savunma yapanlar oldukça yakın bir patlamadan toprak altına girerek korunabilirler; bu da, zırhlı araçların açığa çıkıp toplandıkları savunma hattı yakınlarında kullanım olanağını yaratır. Bu silah kendi türünde ilk değildir: nükleer olmayan silahlar içinde, çok daha dar bir alanda, çeşitli etkilere sahip pek çok silah örnek gösterilebilir.
Kaynak: Büyük Larousse