Neutrón

Neutrón. (De neutro y -ón²). m. Fís. Partícula masiva sin carga eléctrica. Neutrones y protones forman los núcleos atómicos. || ~ lento. m. neutrón con velocidad del mismo orden que la agitación molecular a temperatura normal. || ~ rápido. m. El de velocidad comparable con la de la luz. □ V. bomba de neutrones.

Neutrón

Neutrón, partícula sin carga que constituye una de las partículas fundamentales que componen la materia. La masa de un neutrón es de 1,675 × 10^-27 kg, aproximadamente un 0,125% mayor que la del protón. La existencia del neutrón fue profetizada en 1920 por el físico británico Ernest Rutherford y por científicos australianos y estadounidenses, pero la verificación experimental de su existencia resultó difícil debido a que la carga eléctrica del neutrón es nula y la mayoría de los detectores de partículas sólo registran las partículas cargadas.

DESCUBRIMIENTO

James Chadwick

El físico británico James Chadwick fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1935 por el descubrimiento del neutrón. Este descubrimiento condujo al desarrollo de la fisión nuclear y de la bomba atómica.

El neutrón fue identificado por primera vez en 1932 por el físico británico James Chadwick, que interpretó correctamente los resultados de los experimentos realizados en aquella época por los físicos franceses Irène y Frédéric Joliot-Curie y otros científicos. Los Joliot-Curie habían producido un tipo de radiación anteriormente desconocida mediante la interacción de partículas alfa con núcleos de berilio. Cuando esta radiación se hacía pasar a través de una capa de parafina, las colisiones entre la radiación y los átomos de hidrógeno de la parafina producían protones fácilmente detectables. Chadwick se dio cuenta de que la radiación estaba formada por neutrones.

COMPORTAMIENTO

El neutrón es una partícula constituyente de todos los núcleos de número másico superior a 1, es decir, de todos los núcleos salvo el del hidrógeno ordinario (véase Átomo). Los neutrones libres -que no forman parte de un núcleo atómico- se producen en reacciones nucleares. Pueden ser expulsados de los núcleos atómicos con diferentes velocidades o energías, y son fácilmente frenados hasta alcanzar una energía muy baja a través de una serie de colisiones con núcleos ligeros como los del hidrógeno, el deuterio o el carbono. (En relación con el papel de los neutrones en la producción de energía atómica, véase Energía nuclear). Cuando es expulsado del núcleo, el neutrón es inestable, y se desintegra para dar lugar a un protón, un electrón y un neutrino. Al igual que el protón y el electrón, el neutrón posee momento angular intrínseco o espín (véase Mecánica). Los neutrones actúan como pequeños imanes individuales; esta propiedad permite la creación de haces de neutrones polarizados. El neutrón tiene un momento magnético negativo de -1,913141 magnetones nucleares, aproximadamente una milésima del valor del magnetón de Bohr. Su vida media es de aproximadamente 10 minutos. Véase Radiactividad.

La antipartícula del neutrón, conocida como antineutrón, tiene su misma masa, espín y tasa de desintegración beta. Estas partículas se producen en ocasiones en la colisión de antiprotones con protones, y poseen un momento magnético igual en magnitud y opuesto en signo al del neutrón. Según la teoría de partículas actual, el neutrón y el antineutrón —y otras partículas nucleares— están compuestas a su vez de quarks.

RADIOGRAFÍA DE NEUTRONES

Una aplicación cada vez más importante de los neutrones generados en un reactor es la radiografía de neutrones, en la que se obtiene información determinando la absorción de un haz de neutrones emitido por un reactor nuclear o una fuente radioisotópica intensa. La técnica se parece a la radiografía de rayos X. Sin embargo, muchas sustancias que son opacas a los rayos X —como los metales— dejan pasar los neutrones, y otras que transmiten los rayos X (en particular, compuestos de hidrógeno) son opacas a los neutrones. Una radiografía de neutrones se genera exponiendo una lámina metálica delgada a un haz de neutrones que ha atravesado el objeto que se desea examinar. Los neutrones dejan sobre la lámina una ‘imagen’ radiactiva invisible del objeto. Para obtener una imagen visible se coloca una película fotográfica en contacto con la lámina. También se ha desarrollado una técnica para el visionado directo de la imagen en una pantalla.

La radiografía de neutrones, que se empleó por primera vez en Europa en la década de 1930, se ha utilizado mucho a partir de 1950 para estudiar el combustible nuclear y otros componentes de los reactores. Más recientemente, se ha empleado para estudiar aparatos explosivos y componentes de vehículos espaciales. En la actualidad, el uso de haces de neutrones está generalizado en las ciencias físicas y biológicas, así como en las aplicaciones tecnológicas, y el análisis de activación de neutrones es una herramienta importante en campos tan diversos como la paleontología, la arqueología o la historia del arte.