Нейтрон

Нейтрон — это субатомная частица , символ
н
или
н⁰
, который не имеет электрического заряда и имеет массу , немного большую, чем у протона . Протоны и нейтроны составляют ядра атомов . Поскольку протоны и нейтроны ведут себя одинаково внутри ядра, их обоих называют нуклонами . Нуклоны имеют массу приблизительно в одну атомную единицу массы, или дальтон ( символ: Da). Их свойства и взаимодействия описываются ядерной физикой . Протоны и нейтроны не являются элементарными частицами ; каждый состоит из трех кварков .

Химические свойства атома в основном определяются конфигурацией электронов , которые вращаются вокруг тяжелого ядра атома. Электронная конфигурация определяется зарядом ядра, который определяется числом протонов или атомным номером . Число нейтронов — это число нейтронов . Нейтроны не влияют на электронную конфигурацию.

Атомы химического элемента , которые отличаются только числом нейтронов, называются изотопами . Например, углерод с атомным номером 6 имеет распространенный изотоп углерод-12 с 6 нейтронами и редкий изотоп углерод-13 с 7 нейтронами. Некоторые элементы встречаются в природе только с одним стабильным изотопом , например, фтор . Другие элементы встречаются со многими стабильными изотопами, например, олово с десятью стабильными изотопами, или без стабильного изотопа, например, технеций .

Свойства атомного ядра зависят как от атомного, так и от нейтронного числа. Имея положительный заряд, протоны внутри ядра отталкиваются дальнодействующей электромагнитной силой , но гораздо более сильная, но короткодействующая ядерная сила тесно связывает нуклоны вместе. Нейтроны необходимы для стабильности ядер, за исключением однопротонного ядра водорода . Нейтроны производятся в большом количестве при ядерном делении и синтезе . Они являются основным фактором нуклеосинтеза химических элементов внутри звезд посредством процессов деления, синтеза и захвата нейтронов .

Нейтрон необходим для производства ядерной энергии. В течение десятилетия после того, как нейтрон был открыт Джеймсом Чедвиком в 1932 году, нейтроны использовались для индукции множества различных типов ядерных трансмутаций . С открытием ядерного деления в 1938 году было быстро осознано, что если событие деления производит нейтроны, каждый из этих нейтронов может вызвать дальнейшие события деления в каскаде, известном как ядерная цепная реакция . Эти события и открытия привели к созданию первого самоподдерживающегося ядерного реактора ( Chicago Pile-1 , 1942) и первого ядерного оружия ( Trinity , 1945).

Специальные источники нейтронов , такие как нейтронные генераторы , исследовательские реакторы и источники расщепления, производят свободные нейтроны для использования в облучении и экспериментах по рассеянию нейтронов . Свободный нейтрон спонтанно распадается на протон, электрон и антинейтрино со средним временем жизни около 15 минут. Свободные нейтроны не ионизируют атомы напрямую, но они косвенно вызывают ионизирующее излучение , поэтому они могут представлять биологическую опасность в зависимости от дозы. На Земле существует небольшой естественный «нейтронный фоновый» поток свободных нейтронов, вызванный ливнями космических лучей и естественной радиоактивностью спонтанно делящихся элементов в земной коре .

Нейтроны в атомном ядре

Атомное ядро образовано несколькими протонами, Z ( атомный номер ), и несколькими нейтронами, N ( число нейтронов ), связанными вместе ядерной силой . Протоны и нейтроны имеют массу приблизительно в один дальтон . Атомный номер определяет химические свойства атома, а число нейтронов определяет изотоп или нуклид . ^[7]^{: 4} Термины изотоп и нуклид часто используются как синонимы , но они относятся к химическим и ядерным свойствам соответственно. ^[7]^{: 4} Изотопы — это нуклиды с одинаковым атомным номером, но разным числом нейтронов. Нуклиды с одинаковым числом нейтронов, но разным числом нейтронов называются изотонами . ^[8] Атомное массовое число , A , равно сумме атомного и нейтронного чисел. Нуклиды с одинаковым атомным массовым числом, но разным числом атомов и нейтронов называются изобарами . ^[8] Масса ядра всегда немного меньше суммы масс его протона и нейтрона: разница в массе представляет собой массу, эквивалентную энергии связи ядра, энергии, которую необходимо добавить, чтобы разбить ядро на части. ^[9]^{: 822}

Ядро наиболее распространенного изотопа атома водорода (с химическим символом ¹ H) представляет собой одинокий протон. ^[7]^{: 20} Ядра тяжелых изотопов водорода дейтерия (D или ² H) и трития (T или ³ H) содержат один протон, связанный с одним и двумя нейтронами соответственно. ^[7]^{: 20} Все другие типы атомных ядер состоят из двух или более протонов и различного числа нейтронов. Например, наиболее распространенный нуклид распространенного химического элемента свинца , ²⁰⁸ Pb, имеет 82 протона и 126 нейтронов. ^[10] Таблица нуклидов содержит все известные нуклиды. Несмотря на то, что это не химический элемент, нейтрон включен в эту таблицу. ^[11]

Протоны и нейтроны ведут себя почти одинаково под влиянием ядерной силы внутри ядра. Поэтому их обоих называют нуклонами . ^[12] Концепция изоспина , в которой протон и нейтрон рассматриваются как два квантовых состояния одной и той же частицы, используется для моделирования взаимодействия нуклонов посредством ядерных или слабых сил. ^[13]^{: 141}

Ядерная энергия

Из-за силы ядерного взаимодействия на коротких расстояниях ядерная энергия, связывающая нуклоны, на много порядков больше электромагнитной энергии, связывающей электроны в атомах. ^[7]^{: 4} При ядерном делении поглощение нейтрона некоторыми тяжелыми нуклидами (такими как уран-235 ) может привести к тому, что нуклид станет нестабильным и распадется на более легкие нуклиды и дополнительные нейтроны. ^[7] Положительно заряженные легкие нуклиды, или «осколки деления», затем отталкиваются, высвобождая электромагнитную потенциальную энергию . ^[14] Если эта реакция происходит в массе делящегося материала , дополнительные нейтроны вызывают дополнительные события деления, вызывая каскад, известный как цепная ядерная реакция . ^[7]^{: 12–13} Для заданной массы делящегося материала такие ядерные реакции выделяют энергию, которая примерно в десять миллионов раз больше, чем от эквивалентной массы обычного химического взрывчатого вещества . ^[7]^{: 13}^[15] В конечном счете, способность ядерной силы накапливать энергию, возникающую в результате электромагнитного отталкивания ядерных компонентов, является основой для большей части энергии, которая делает возможными ядерные реакторы или бомбы; большая часть энергии, высвобождаемой при делении, является кинетической энергией осколков деления. ^[14]^[7]^{: 12}

Бета-распад

Нейтроны и протоны в ядре ведут себя схожим образом и могут обмениваться своими идентичностями посредством схожих реакций. Эти реакции являются формой радиоактивного распада, известной как бета-распад . ^[16] Бета-распад, при котором нейтроны распадаются на протоны или наоборот, управляется слабым взаимодействием и требует испускания или поглощения электронов и нейтрино или их античастиц. ^[17] Реакции распада нейтронов и протонов следующие:

н 0 \to п + + е - + ν е

где
п⁺
,
е⁻
, и $ν е$ обозначают продукты распада протона, электрона и электронного антинейтрино , ^[18] и

п + \to н 0 + е + + ν е

где
н⁰
,
е⁺
, и $ν е$ обозначают продукты распада нейтрона, позитрона и электронного нейтрино.

Электрон и позитрон, полученные в этих реакциях, исторически известны как бета-частицы , обозначаемые β ⁻ или β ⁺ соответственно, что дало название процессу распада. ^[17] В этих реакциях исходная частица не состоит из частиц-продуктов; скорее, частицы-продукты создаются в момент реакции. ^[19]^{: 369–370}

«Свободный» нейтрон

«Свободные» нейтроны или протоны — это нуклоны, которые существуют независимо, без какого-либо ядра.

Свободный нейтрон имеет массу939 565 413 .3 эВ/ с ² , или939,565 4133 МэВ/ с2 ^. Эта масса равна1,674 927 471 × 10 ⁻²⁷ кг , или1,008 664 915 88 Да . ^[4] Нейтрон имеет среднеквадратичный радиус около0,8 × 10 ⁻¹⁵ м , или0,8 Фм , ^[20] и является фермионом со спином ½ . ^[21] Нейтрон не имеет измеримого электрического заряда. С его положительным электрическим зарядом протон напрямую подвержен влиянию электрических полей , тогда как нейтрон не подвержен влиянию электрических полей. ^[22] Однако нейтрон имеет магнитный момент , поэтому он подвержен влиянию магнитных полей . ^[23] Конкретные свойства нейтрона описаны ниже в разделе «Внутренние свойства».

Вне ядра свободные нейтроны подвергаются бета-распаду со средним временем жизни около 14 минут, 38 секунд, ^[24] что соответствует периоду полураспада около 10 минут, 11 секунд. Масса нейтрона больше массы протона на1,293 32 МэВ/ c ² , ^[25] следовательно, масса нейтрона обеспечивает энергию, достаточную для создания протона, электрона и антинейтрино. В процессе распада протон, электрон и электронное антинейтрино сохраняют энергию, заряд и лептонное число нейтрона. ^[26] Электрон может приобрести кинетическую энергию до0,782 ± 0,013 МэВ . ^[25]

До сих пор не объяснено, что различные экспериментальные методы измерения времени жизни нейтрона, методы «бутылки» и «пучка», дают разные значения для него. ^[27] Метод «бутылки» использует «холодные» нейтроны, запертые в бутылке, в то время как метод «пучка» использует энергичные нейтроны в пучке частиц. Измерения двумя методами не сходятся со временем. Время жизни по методу бутылки в настоящее время составляет 877,75 с ^[28]^[29] , что на 10 секунд ниже значения по методу пучка 887,7 с ^[30]

Небольшая часть (около одного на тысячу) свободных нейтронов распадается с теми же продуктами, но добавляет дополнительную частицу в виде испускаемого гамма-излучения: ^[31]

н 0 \to п + + е - + ν е + γ

Называемое «радиационным распадом» нейтрона, гамма-лучи можно рассматривать как результат «внутреннего тормозного излучения », которое возникает из-за электромагнитного взаимодействия испускаемой бета-частицы с протоном. ^[31]

Меньшая часть (около четырех на миллион) свободных нейтронов распадается в так называемых «двухчастичных (нейтронных) распадах», при которых, как обычно, образуются протон, электрон и антинейтрино, но электрон не получает13,6 эВ необходимой энергии для того, чтобы вырваться из протона ( энергия ионизации водорода ), и поэтому просто остается связанным с ним, образуя нейтральный атом водорода (одно из «двух тел»). При этом типе распада свободного нейтрона почти вся энергия распада нейтрона уносится антинейтрино (другое «тело»). (Атом водорода отскакивает со скоростью всего лишь около (энергия распада)/(энергия покоя водорода), умноженной на скорость света, или250 км/с .)

Нейтроны и протоны, связанные в ядре

Нейтроны являются необходимым компонентом любого атомного ядра, содержащего более одного протона. В результате их положительных зарядов взаимодействующие протоны имеют взаимное электромагнитное отталкивание , которое сильнее, чем их притягивающее ядерное взаимодействие , поэтому ядра, состоящие только из протонов, нестабильны (см. дипротонное и нейтронно-протонное отношение ). ^[32] Нейтроны связываются с протонами и друг с другом в ядре посредством ядерной силы , эффективно смягчая силы отталкивания между протонами и стабилизируя ядро. ^[19]^{: 461} Тяжелые ядра несут большой положительный заряд, поэтому для их стабильности требуются «дополнительные» нейтроны. ^[19]^{: 461}

В то время как свободный нейтрон нестабилен, а свободный протон стабилен, внутри ядер нейтроны часто стабильны, а протоны иногда нестабильны. Связанные внутри ядра, нуклоны могут распадаться в процессе бета-распада. Нейтроны и протоны в ядре образуют квантово-механическую систему в соответствии с моделью ядерных оболочек . Протоны и нейтроны нуклида организованы в дискретные иерархические уровни энергии с уникальными квантовыми числами . Распад нуклона внутри ядра может происходить, если это допускается основными законами сохранения энергии и квантово-механическими ограничениями. Продукты распада, то есть испускаемые частицы, уносят избыток энергии, когда нуклон падает из одного квантового состояния в состояние с меньшей энергией, в то время как нейтрон (или протон) меняется на протон (или нейтрон).

Для распада нейтрона полученному протону требуется доступное состояние с более низкой энергией, чем начальное состояние нейтрона. В стабильных ядрах все возможные состояния с более низкой энергией заполнены, то есть каждое состояние занято парой протонов, один со спином вверх, другой со спином вниз. Когда все доступные состояния протона заполнены, принцип исключения Паули запрещает распад нейтрона на протон. ^[33]^{: §3.3} Ситуация похожа на ситуацию с электронами атома, где электроны, занимающие различные атомные орбитали , не могут из-за принципа исключения перейти в более низкие, уже занятые, энергетические состояния. ^[33]^{: §3.3} Устойчивость материи является следствием этих ограничений. ^[34]^[35]^[36]

Распад нейтрона внутри нуклида иллюстрируется распадом изотопа углерода углерод -14 , который имеет 6 протонов и 8 нейтронов. При избытке нейтронов этот изотоп распадается путем бета-распада до азота-14 (7 протонов, 7 нейтронов), процесс с периодом полураспада около5730 лет . ^[37] Азот-14 стабилен. ^[38]

Реакции "бета-распада" могут также происходить при захвате лептона нуклоном . Превращение протона в нейтрон внутри ядра возможно посредством электронного захвата : ^[39]

п + + е - \to н 0 + ν е

Более редкая реакция, обратный бета-распад , включает захват нейтрино нуклоном. ^[40] Еще реже захват позитрона нейтронами может происходить в высокотемпературной среде звезд. ^[41]

Конкуренция типов бета-распада

Три типа бета-распада в конкуренции иллюстрируются единственным изотопом меди-64 (29 протонов, 35 нейтронов), период полураспада которого составляет около 12,7 часов. ^[42] Этот изотоп имеет один неспаренный протон и один неспаренный нейтрон, поэтому либо протон, либо нейтрон могут распадаться. ^[43] Этот конкретный нуклид почти в равной степени склонен к протонному распаду (путем испускания позитронов , 18% или захвата электронов , 43%; оба образуют64Ни) или распад нейтрона (путем испускания электронов, 39%; образуя64Zn). ^[42]^[43]

Нейтрон в физике элементарных частиц - Стандартная модель

В рамках теоретической основы Стандартной модели физики элементарных частиц нейтрон состоит из двух нижних кварков с зарядом − ⁠1/3⁠ e и один верхний кварк с зарядом + ⁠2/3⁠ e . Таким образом, нейтрон является составной частицей, классифицируемой как адрон . Нейтрон также классифицируется как барион , поскольку он состоит из трех валентных кварков .^[44] Конечный размер нейтрона и его магнитный момент указывают на то, что нейтрон является составной , а не элементарной частицей.

Кварки нейтрона удерживаются вместе сильным взаимодействием , опосредованным глюонами . ^[45] Ядерное взаимодействие является результатом вторичных эффектов более фундаментального сильного взаимодействия .

Единственно возможный режим распада нейтрона, сохраняющий барионное число , — это изменение аромата одним из кварков нейтрона посредством слабого взаимодействия . Распад одного из нижних кварков нейтрона в более легкий верхний кварк может быть достигнут путем испускания W-бозона . В этом процессе, описанном Стандартной моделью бета-распада, нейтрон распадается на протон (который содержит один нижний и два верхних кварка), электрон и электронное антинейтрино .

Распад протона на нейтрон происходит аналогичным образом посредством слабого взаимодействия. Распад одного из верхних кварков протона на нижний кварк может быть достигнут путем испускания W-бозона. Протон распадается на нейтрон, позитрон и электронное нейтрино. Эта реакция может происходить только внутри атомного ядра, которое имеет квантовое состояние с более низкой энергией, доступной для созданного нейтрона.

Открытие

История открытия нейтрона и его свойств занимает центральное место в необычайных достижениях в атомной физике, которые произошли в первой половине 20-го века, что в конечном итоге привело к созданию атомной бомбы в 1945 году. В модели Резерфорда 1911 года атом состоял из небольшого положительно заряженного массивного ядра, окруженного гораздо большим облаком отрицательно заряженных электронов. В 1920 году Эрнест Резерфорд предположил, что ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтрально заряженных частиц, предположительно протона и электрона, связанных каким-то образом. ^[46] Предполагалось, что электроны находятся внутри ядра, поскольку было известно, что бета-излучение состоит из электронов, испускаемых ядром. ^[46] Примерно в то время, когда Резерфорд предложил нейтральный состав протона и электрона, появилось несколько других публикаций, в которых высказывались аналогичные предположения, и в 1921 году американский химик У. Д. Харкинс впервые назвал гипотетическую частицу «нейтроном». ^[47]^[48] Название происходит от латинского корня neutralis (нейтральный) и греческого суффикса -on (суффикс, используемый в названиях субатомных частиц, т. е. электрона и протона ). ^[49]^[50] Однако ссылки на слово нейтрон в связи с атомом можно найти в литературе еще в 1899 году. ^[48]

На протяжении 1920-х годов физики предполагали, что атомное ядро состоит из протонов и «ядерных электронов», ^[51]^[52], но это вызывало очевидные проблемы. Было трудно примирить протонно-электронную модель ядра с соотношением неопределенности Гейзенберга в квантовой механике. ^[53]^[54] Парадокс Клейна , ^[55] открытый Оскаром Клейном в 1928 году, представил дальнейшие квантово-механические возражения против понятия электрона, заключенного в ядре. ^[53] Наблюдаемые свойства атомов и молекул не соответствовали ядерному спину, ожидаемому из протонно-электронной гипотезы. Протоны и электроны оба несут внутренний спин ⁠1/2⁠ ħ , и изотопы одного и того же вида, как было обнаружено, имеют либо целый, либо дробный спин. Согласно гипотезе, изотопы должны были состоять из одинакового числа протонов, но разного числа нейтральных связанных протон+электрон «частиц». Эта физическая картина была противоречием, поскольку не существует способа расположить спины электрона и протона в связанном состоянии так, чтобы получить дробный спин.

В 1931 году Вальтер Боте и Герберт Беккер обнаружили, что если альфа-частичное излучение полония падает на бериллий , бор или литий , то возникает необычайно проникающее излучение. На излучение не влияет электрическое поле, поэтому Боте и Беккер предположили, что это гамма-излучение . ^[56]^[57] В следующем году Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио-Кюри в Париже показали, что если это «гамма»-излучение падает на парафин или любое другое водородсодержащее соединение, оно выбрасывает протоны очень высокой энергии. ^[58] Ни Резерфорд, ни Джеймс Чедвик из Кавендишской лаборатории в Кембридже не были убеждены в интерпретации гамма-излучения. ^[59] Чедвик быстро провел серию экспериментов, которые показали, что новое излучение состоит из незаряженных частиц с примерно такой же массой, как у протона. ^[60]^[61]^[62] Эти свойства соответствовали гипотетическому нейтрону Резерфорда. Чедвик получил Нобелевскую премию по физике 1935 года за это открытие. ^[2]

Модели атомного ядра, состоящего из протонов и нейтронов, были быстро разработаны Вернером Гейзенбергом ^[63]^[64]^[65] и другими. ^[66]^[67] Протон-нейтронная модель объяснила загадку ядерных спинов. Происхождение бета-излучения было объяснено Энрико Ферми в 1934 году процессом бета-распада , в котором нейтрон распадается на протон, создавая электрон и (в то время неоткрытый) нейтрино. ^[68] В 1935 году Чедвик и его аспирант Морис Гольдхабер сообщили о первом точном измерении массы нейтрона. ^[69]^[70]

К 1934 году Ферми бомбардировал более тяжелые элементы нейтронами, чтобы вызвать радиоактивность в элементах с высоким атомным числом. В 1938 году Ферми получил Нобелевскую премию по физике «за его демонстрацию существования новых радиоактивных элементов, полученных путем нейтронного облучения, и за его связанное с этим открытие ядерных реакций, вызванных медленными нейтронами». ^[71] В декабре 1938 года Отто Ган , Лиза Мейтнер и Фриц Штрассман открыли ядерное деление , или фракционирование ядер урана на более легкие элементы, вызванное нейтронной бомбардировкой. ^[72]^[73]^[74]^[75] В 1945 году Ган получил Нобелевскую премию по химии 1944 года «за открытие деления тяжелых атомных ядер». ^[76]^[77]^[78]

Открытие ядерного деления привело к развитию ядерной энергетики и атомной бомбы к концу Второй мировой войны. Было быстро понято, что если событие деления производит нейтроны, каждый из этих нейтронов может вызвать дальнейшие события деления в каскаде, известном как ядерная цепная реакция. ^[19]^{: 460–461}^[7] Эти события и открытия привели Ферми к строительству Чикагского котла-1 в Чикагском университете в 1942 году, первого самоподдерживающегося ядерного реактора . ^[79] Всего три года спустя Манхэттенский проект смог испытать первую атомную бомбу , ядерное испытание Тринити в июле 1945 года. ^[79]

Характеристики

Масса

Массу нейтрона нельзя определить напрямую с помощью масс-спектрометрии , поскольку он не имеет электрического заряда. Но поскольку массы протона и дейтрона можно измерить с помощью масс-спектрометра, массу нейтрона можно вывести, вычитая массу протона из массы дейтрона, причем разница будет равна массе нейтрона плюс энергия связи дейтерия (выраженная как положительная испускаемая энергия). Последняя может быть напрямую измерена путем измерения энергии ( ) одного $B_{d}$ Гамма-фотон 2,224 МэВ испускается при образовании дейтрона протоном, захватывающим нейтрон (это экзотермический процесс, происходящий с нейтронами с нулевой энергией). Необходимо также учитывать небольшую кинетическую энергию отдачи ( ) дейтрона (около 0,06% от полной энергии). $E_{rd}$

m_{n}=m_{d}-m_{p}+B_{d}-E_{rd}

Энергию гамма-излучения можно измерить с высокой точностью с помощью методов рентгеновской дифракции, как это впервые сделали Белл и Эллиот в 1948 году. Лучшие современные (1986) значения массы нейтрона, полученные с помощью этого метода, предоставлены Грином и др. ^[80]. Они дают массу нейтрона:

м _{нейтрон} =1.008 644 904 (14) Да

Значение массы нейтрона в МэВ известно менее точно из-за меньшей точности известного преобразования ^Daв МэВ/ c2 : ^[33]^{: 18–19}

м _{нейтрон} =939,565 63 (28) МэВ / с2 .

Другой метод определения массы нейтрона основан на бета-распаде нейтрона, когда измеряются импульсы образовавшихся протона и электрона.

Вращаться

Нейтрон — это спин ⁠1/2⁠ частица, то есть это фермион с собственным угловым моментом, равным ⁠1/2⁠ $ħ$ , где $ħ$ — приведенная постоянная Планка . В течение многих лет после открытия нейтрона его точный спин был неоднозначным. Хотя предполагалось, что это спин ⁠1/2⁠ Частица Дирака , возможность того, что нейтрон был спином ⁠3/2⁠ частица задержалась. Взаимодействия магнитного момента нейтрона с внешним магнитным полем были использованы для окончательного определения спина нейтрона.^[81] В 1949 году Хьюз и Берджи измерили нейтроны, отраженные от ферромагнитного зеркала, и обнаружили, что угловое распределение отражений согласуется со спином ⁠1/2⁠ .^[82] В 1954 году Шервуд, Стефенсон и Бернстайн использовали нейтроны в эксперименте Штерна-Герлаха , который использовал магнитное поле для разделения спиновых состояний нейтрона. Они зарегистрировали два таких спиновых состояния, соответствующих спину ⁠1/2⁠ частица.^[81]^[83]

Как фермион, нейтрон подчиняется принципу исключения Паули ; два нейтрона не могут иметь одинаковые квантовые числа. Это источник давления вырождения , которое противодействует гравитации в нейтронных звездах и не дает им образовывать черные дыры. ^[84]

Магнитный момент

Несмотря на то, что нейтрон является нейтральной частицей, магнитный момент нейтрона не равен нулю. На нейтрон не действуют электрические поля, но на него действуют магнитные поля. Значение магнитного момента нейтрона было впервые напрямую измерено Луисом Альваресом и Феликсом Блохом в Беркли, Калифорния , в 1940 году. ^[85] Альварес и Блох определили магнитный момент нейтрона как μ _n =−1,93(2) μ _N , где μ _N — ядерный магнетон . Магнитный момент нейтрона имеет отрицательное значение, поскольку его ориентация противоположна спину нейтрона.^[86]

Магнитный момент нейтрона является показателем его кварковой субструктуры и внутреннего распределения заряда. ^[87] В кварковой модели для адронов нейтрон состоит из одного верхнего кварка (заряд +2/3 e ) и двух нижних кварков (заряд −1/3 e ). ^[87] Магнитный момент нейтрона можно смоделировать как сумму магнитных моментов составляющих его кварков. ^[88] Расчет предполагает, что кварки ведут себя как точечные частицы Дирака, каждая из которых имеет свой собственный магнитный момент. Упрощенно магнитный момент нейтрона можно рассматривать как результат векторной суммы трех магнитных моментов кварков плюс орбитальные магнитные моменты, вызванные движением трех заряженных кварков внутри нейтрона.

В одном из ранних успехов Стандартной модели в 1964 году Мирза А. Б. Бег, Бенджамин В. Ли и Авраам Пайс вычислили отношение магнитных моментов протона к нейтрону, которое составило −3/2 (или отношение −1,5), что согласуется с экспериментальным значением с точностью до 3%. ^[89]^[90]^[91] Измеренное значение этого отношения равно−1,459 898 05 (34) . ^[4]

Приведенное выше рассмотрение сравнивает нейтроны с протонами, позволяя вычитать сложное поведение кварков между моделями и просто исследуя, какие эффекты будут иметь различные заряды кварков (или типы кварков). Таких расчетов достаточно, чтобы показать, что внутренняя часть нейтронов очень похожа на внутреннюю часть протонов, за исключением разницы в составе кварков, когда нижний кварк в нейтроне заменяет верхний кварк в протоне.

Магнитный момент нейтрона можно грубо вычислить, предположив простую нерелятивистскую квантово-механическую волновую функцию для барионов, состоящую из трех кварков. Прямой расчет дает довольно точные оценки магнитных моментов нейтронов, протонов и других барионов. ^[88] Для нейтрона результатом этого расчета является то, что магнитный момент нейтрона определяется как μ _n = 4/3 μ _d − 1/3 μ _u , где μ _d и μ _u — магнитные моменты для нижнего и верхнего кварков соответственно. Этот результат объединяет собственные магнитные моменты кварков с их орбитальными магнитными моментами и предполагает, что три кварка находятся в определенном доминирующем квантовом состоянии.

Результаты этого расчета обнадеживают, но массы верхних или нижних кварков предполагались равными 1/3 массы нуклона. ^[88] Массы кварков на самом деле составляют всего около 1% от массы нуклона. ^[92] Расхождение возникает из-за сложности Стандартной модели для нуклонов, где большая часть их массы возникает в глюонных полях, виртуальных частицах и связанной с ними энергии, которые являются существенными аспектами сильного взаимодействия . ^[92]^[93] Кроме того, сложная система кварков и глюонов, составляющих нейтрон, требует релятивистского подхода. ^[94] Но магнитный момент нуклона был успешно вычислен численно из первых принципов , включая все упомянутые эффекты и используя более реалистичные значения для масс кварков. Расчет дал результаты, которые хорошо согласуются с измерениями, но это потребовало значительных вычислительных ресурсов. ^[95]^[96]

Электрический заряд

Полный электрический заряд нейтрона равен0 e . Это нулевое значение было проверено экспериментально, и текущий экспериментальный предел для заряда нейтрона равен−2(8) × 10 ⁻²² е , ^[6] или−3(13) × 10 ⁻⁴¹ Кл . Это значение согласуется с нулем, учитывая экспериментальные неопределенности (указанные в скобках). Для сравнения, заряд протона равен+1 е .

Структура и геометрия распределения заряда

Статья, опубликованная в 2007 году, в которой представлен независимый от модели анализ, пришла к выводу, что нейтрон имеет отрицательно заряженную внешнюю часть, положительно заряженную середину и отрицательное ядро. ^[97] В упрощенном классическом представлении отрицательная «кожа» нейтрона помогает ему притягиваться к протонам, с которыми он взаимодействует в ядре; но основное притяжение между нейтронами и протонами осуществляется посредством ядерной силы , которая не включает в себя электрический заряд.

Упрощенный классический взгляд на распределение заряда нейтрона также «объясняет» тот факт, что магнитный диполь нейтрона указывает в противоположном направлении от его спинового вектора углового момента (по сравнению с протоном). Это дает нейтрону, по сути, магнитный момент, который напоминает отрицательно заряженную частицу. Это можно классически согласовать с нейтральным нейтроном, состоящим из распределения заряда, в котором отрицательные части нейтрона имеют больший средний радиус распределения и, следовательно, вносят больший вклад в магнитный дипольный момент частицы, чем положительные части, которые в среднем находятся ближе к ядру.

Электрический дипольный момент

Стандартная модель физики элементарных частиц предсказывает крошечное разделение положительного и отрицательного заряда внутри нейтрона, приводящее к постоянному электрическому дипольному моменту . ^[98] Но предсказанное значение значительно ниже текущей чувствительности экспериментов. Из нескольких нерешенных головоломок в физике элементарных частиц ясно, что Стандартная модель не является окончательным и полным описанием всех частиц и их взаимодействий. Новые теории, выходящие за рамки Стандартной модели, обычно приводят к гораздо большим предсказаниям для электрического дипольного момента нейтрона. В настоящее время существует по крайней мере четыре эксперимента, пытающихся впервые измерить конечный электрический дипольный момент нейтрона, включая:

Эксперимент по криогенному нейтронному EDM проводится в Институте Лауэ-Ланжевена ^[99]
Эксперимент n2EDM в стадии разработки на источнике UCN в Институте Пауля Шеррера ^[100]
Эксперимент nEDM планируется провести на источнике нейтронов расщепления ^[101]^[102]
Эксперимент nEDM строится в Институте Лауэ-Ланжевена ^[103]

Антинейтрон

Антинейтрон — античастица нейтрона. Он был открыт Брюсом Корком в 1956 году, через год после открытия антипротона . CPT-симметрия накладывает жесткие ограничения на относительные свойства частиц и античастиц, поэтому изучение антинейтронов обеспечивает строгие проверки CPT-симметрии. Дробная разница в массах нейтрона и антинейтрона равна(9 ± 6) × 10 ⁻⁵ . Поскольку разница составляет всего около двух стандартных отклонений от нуля, это не дает никаких убедительных доказательств нарушения CPT. ^[104]

Нейтронные соединения

Динейтроны и тетранейтроны

Динейтрон считается несвязанным изотопом со временем жизни около 10 ^-22 секунд. Первое доказательство этого состояния было сообщено Хэддоком и др. в 1965 году. ^[105]^{: 275} В 2012 году Артемис Спироу из Мичиганского государственного университета и его коллеги сообщили, что они впервые наблюдали прямую эмиссию динейтрона при распаде ¹⁶ Be. Характер динейтрона подтверждается малым углом эмиссии между двумя нейтронами. Авторы измерили энергию разделения двух нейтронов, которая составила 1,35(10) МэВ, что хорошо согласуется с расчетами оболочечной модели, используя стандартные взаимодействия для этой области масс. ^[106]

Доказательства существования несвязанных кластеров из 4 нейтронов или тетранейтронов в качестве резонансов при распаде ядер бериллия -14 ^[107] во взаимодействиях ⁸ He- ⁸ Be ^[108] и столкновениях ядер ⁴ He дают предполагаемое время жизни около 10-22 ^секунд . ^[109] Эти открытия должны углубить наше понимание ядерных сил. ^[110]^[111]

Нейтронные звезды и нейтронная материя

При чрезвычайно высоких давлениях и температурах нуклоны и электроны, как полагают, коллапсируют в объемную нейтронную материю, называемую нейтронной материей . Предполагается, что это происходит в нейтронных звездах . ^[112]

Экстремальное давление внутри нейтронной звезды может деформировать нейтроны в кубическую симметрию, что позволяет более плотную упаковку нейтронов. ^[113]

Обнаружение

The common means of detecting a charged particle by looking for a track of ionization (such as in a cloud chamber) does not work for neutrons directly. Neutrons that elastically scatter off atoms can create an ionization track that is detectable, but the experiments are not as simple to carry out; other means for detecting neutrons, consisting of allowing them to interact with atomic nuclei, are more commonly used. The commonly used methods to detect neutrons can therefore be categorized according to the nuclear processes relied upon, mainly neutron capture or elastic scattering.^[114]

Neutron detection by neutron capture

A common method for detecting neutrons involves converting the energy released from neutron capture reactions into electrical signals. Certain nuclides have a high neutron capture cross section, which is the probability of absorbing a neutron. Upon neutron capture, the compound nucleus emits more easily detectable radiation, for example an alpha particle, which is then detected. The nuclides ³
He
, ⁶
Li
, ¹⁰
B
, ²³³
U
, ²³⁵
U
, ²³⁷
Np
, and ²³⁹
Pu
are useful for this purpose.

Neutron detection by elastic scattering

Neutrons can elastically scatter off nuclei, causing the struck nucleus to recoil. Kinematically, a neutron can transfer more energy to a light nucleus such as hydrogen or helium than to a heavier nucleus. Detectors relying on elastic scattering are called fast neutron detectors. Recoiling nuclei can ionize and excite further atoms through collisions. Charge and/or scintillation light produced in this way can be collected to produce a detected signal. A major challenge in fast neutron detection is discerning such signals from erroneous signals produced by gamma radiation in the same detector. Methods such as pulse shape discrimination can be used in distinguishing neutron signals from gamma-ray signals, although certain inorganic scintillator-based detectors have been developed ^[115]^[116] to selectively detect neutrons in mixed radiation fields inherently without any additional techniques.

Fast neutron detectors have the advantage of not requiring a moderator, and are therefore capable of measuring the neutron's energy, time of arrival, and in certain cases direction of incidence.

Sources and production

Free neutrons are unstable, although they have the longest half-life of any unstable subatomic particle by several orders of magnitude. Their half-life is still only about 10 minutes, so they can be obtained only from sources that produce them continuously.

Natural neutron background. A small natural background flux of free neutrons exists everywhere on Earth.^[117] In the atmosphere and deep into the ocean, the "neutron background" is caused by muons produced by cosmic ray interaction with the atmosphere. These high-energy muons are capable of penetration to considerable depths in water and soil. There, in striking atomic nuclei, among other reactions they induce spallation reactions in which a neutron is liberated from the nucleus. Within the Earth's crust a second source is neutrons produced primarily by spontaneous fission of uranium and thorium present in crustal minerals. The neutron background is not strong enough to be a biological hazard, but it is of importance to very high resolution particle detectors that are looking for very rare events, such as (hypothesized) interactions that might be caused by particles of dark matter.^[117] Recent research has shown that even thunderstorms can produce neutrons with energies of up to several tens of MeV.^[118] Recent research has shown that the fluence of these neutrons lies between 10⁻⁹ and 10⁻¹³ per ms and per m² depending on the detection altitude. The energy of most of these neutrons, even with initial energies of 20 MeV, decreases down to the keV range within 1 ms.^[119]

Even stronger neutron background radiation is produced at the surface of Mars, where the atmosphere is thick enough to generate neutrons from cosmic ray muon production and neutron-spallation, but not thick enough to provide significant protection from the neutrons produced. These neutrons not only produce a Martian surface neutron radiation hazard from direct downward-going neutron radiation but may also produce a significant hazard from reflection of neutrons from the Martian surface, which will produce reflected neutron radiation penetrating upward into a Martian craft or habitat from the floor.^[120]

Sources of neutrons for research. These include certain types of radioactive decay (spontaneous fission and neutron emission), and from certain nuclear reactions. Convenient nuclear reactions include tabletop reactions such as natural alpha and gamma bombardment of certain nuclides, often beryllium or deuterium, and induced nuclear fission, such as occurs in nuclear reactors. In addition, high-energy nuclear reactions (such as occur in cosmic radiation showers or accelerator collisions) also produce neutrons from disintegration of target nuclei. Small (tabletop) particle accelerators optimized to produce free neutrons in this way, are called neutron generators.

In practice, the most commonly used small laboratory sources of neutrons use radioactive decay to power neutron production. One noted neutron-producing radioisotope, californium-252 decays (half-life 2.65 years) by spontaneous fission 3% of the time with production of 3.7 neutrons per fission, and is used alone as a neutron source from this process. Nuclear reaction sources (that involve two materials) powered by radioisotopes use an alpha decay source plus a beryllium target, or else a source of high-energy gamma radiation from a source that undergoes beta decay followed by gamma decay, which produces photoneutrons on interaction of the high-energy gamma ray with ordinary stable beryllium, or else with the deuterium in heavy water. A popular source of the latter type is radioactive antimony-124 plus beryllium, a system with a half-life of 60.9 days, which can be constructed from natural antimony (which is 42.8% stable antimony-123) by activating it with neutrons in a nuclear reactor, then transported to where the neutron source is needed.^[121]

Nuclear fission reactors naturally produce free neutrons; their role is to sustain the energy-producing chain reaction. The intense neutron radiation can also be used to produce various radioisotopes through the process of neutron activation, which is a type of neutron capture.

Experimental nuclear fusion reactors produce free neutrons as a waste product. But it is these neutrons that possess most of the energy and converting that energy to a useful form has proved a difficult engineering challenge. Fusion reactors that generate neutrons are likely to create radioactive waste, but the waste is composed of neutron-activated lighter isotopes, which have relatively short (50–100 years) decay periods as compared to typical half-lives of 10,000 years^[122] for fission waste, which is long due primarily to the long half-life of alpha-emitting transuranic actinides.^[123] Some nuclear fusion-fission hybrids are proposed to make use of those neutrons to either maintain a subcritical reactor or to aid in nuclear transmutation of harmful long lived nuclear waste to shorter lived or stable nuclides.

Neutron beams and modification of beams after production

Free neutron beams are obtained from neutron sources by neutron transport. For access to intense neutron sources, researchers must go to a specialized neutron facility that operates a research reactor or a spallation source.

The neutron's lack of total electric charge makes it difficult to steer or accelerate them. Charged particles can be accelerated, decelerated, or deflected by electric or magnetic fields. These methods have little effect on neutrons. But some effects may be attained by use of inhomogeneous magnetic fields because of the neutron's magnetic moment. Neutrons can be controlled by methods that include moderation, reflection, and velocity selection. Thermal neutrons can be polarized by transmission through magnetic materials in a method analogous to the Faraday effect for photons. Cold neutrons of wavelengths of 6–7 angstroms can be produced in beams of a high degree of polarization, by use of magnetic mirrors and magnetized interference filters.^[124]

Applications

The neutron plays an important role in many nuclear reactions. For example, neutron capture often results in neutron activation, inducing radioactivity. In particular, knowledge of neutrons and their behavior has been important in the development of nuclear reactors and nuclear weapons. The fissioning of elements like uranium-235 and plutonium-239 is caused by their absorption of neutrons.

Cold, thermal, and hot neutron radiation is commonly employed in neutron scattering facilities for neutron diffraction, small-angle neutron scattering, and neutron reflectometry. Slow neutron matter waves exhibit properties similar to geometrical and wave optics of light, including reflection, refraction, diffraction, and interference.^[125] Neutrons are complementary to X-rays in terms of atomic contrasts by different scattering cross sections; sensitivity to magnetism; energy range for inelastic neutron spectroscopy; and deep penetration into matter.

The development of "neutron lenses" based on total internal reflection within hollow glass capillary tubes or by reflection from dimpled aluminum plates has driven ongoing research into neutron microscopy and neutron/gamma ray tomography.^[126]^[127]^[128]^[129]

A major use of neutrons is to excite delayed and prompt gamma rays from elements in materials. This forms the basis of neutron activation analysis (NAA) and prompt gamma neutron activation analysis (PGNAA). NAA is most often used to analyze small samples of materials in a nuclear reactor whilst PGNAA is most often used to analyze subterranean rocks around bore holes and industrial bulk materials on conveyor belts.

Another use of neutron emitters is the detection of light nuclei, in particular the hydrogen found in water molecules. When a fast neutron collides with a light nucleus, it loses a large fraction of its energy. By measuring the rate at which slow neutrons return to the probe after reflecting off of hydrogen nuclei, a neutron probe may determine the water content in soil.

Medical therapies

Because neutron radiation is both penetrating and ionizing, it can be exploited for medical treatments. However, neutron radiation can have the unfortunate side-effect of leaving the affected area radioactive. Neutron tomography is therefore not a viable medical application.

Fast neutron therapy uses high-energy neutrons typically greater than 20 MeV to treat cancer. Radiation therapy of cancers is based upon the biological response of cells to ionizing radiation. If radiation is delivered in small sessions to damage cancerous areas, normal tissue will have time to repair itself, while tumor cells often cannot.^[130] Neutron radiation can deliver energy to a cancerous region at a rate an order of magnitude larger than gamma radiation.^[131]

Beams of low-energy neutrons are used in boron neutron capture therapy to treat cancer. In boron neutron capture therapy, the patient is given a drug that contains boron and that preferentially accumulates in the tumor to be targeted. The tumor is then bombarded with very low-energy neutrons (although often higher than thermal energy) which are captured by the boron-10 isotope in the boron, which produces an excited state of boron-11 that then decays to produce lithium-7 and an alpha particle that have sufficient energy to kill the malignant cell, but insufficient range to damage nearby cells. For such a therapy to be applied to the treatment of cancer, a neutron source having an intensity of the order of a thousand million (10⁹) neutrons per second per cm² is preferred. Such fluxes require a research nuclear reactor.

Protection

Exposure to free neutrons can be hazardous, since the interaction of neutrons with molecules in the body can cause disruption to molecules and atoms, and can also cause reactions that give rise to other forms of radiation (such as protons).^[7] The normal precautions of radiation protection apply: Avoid exposure, stay as far from the source as possible, and keep exposure time to a minimum. But particular thought must be given to how to protect from neutron exposure. For other types of radiation, e.g., alpha particles, beta particles, or gamma rays, material of a high atomic number and with high density makes for good shielding; frequently, lead is used. However, this approach will not work with neutrons, since the absorption of neutrons does not increase straightforwardly with atomic number, as it does with alpha, beta, and gamma radiation. Instead, one needs to look at the particular interactions neutrons have with matter (see the section on detection above). For example, hydrogen-rich materials are often used to shield against neutrons, since ordinary hydrogen both scatters and slows neutrons. This often means that simple concrete blocks or even paraffin-loaded plastic blocks afford better protection from neutrons than do far more dense materials. After slowing, neutrons may then be absorbed with an isotope that has high affinity for slow neutrons without causing secondary capture radiation, such as lithium-6.

Hydrogen-rich ordinary water effects neutron absorption in nuclear fission reactors: Usually, neutrons are so strongly absorbed by normal water that fuel enrichment with a fissionable isotope is required. (The number of neutrons produced per fission depends primarily on the fission products. The average is roughly 2.5 to 3.0 and at least one, on average, must evade capture in order to sustain the nuclear chain reaction.) The deuterium in heavy water has a very much lower absorption affinity for neutrons than does protium (normal light hydrogen). Deuterium is, therefore, used in CANDU-type reactors, in order to slow (moderate) neutron velocity, to increase the probability of nuclear fission compared to neutron capture.

Neutron temperature

Thermal neutrons

Thermal neutrons are free neutrons whose energies have a Maxwell–Boltzmann distribution with kT = 0.0253 eV (4.0×10⁻²¹ J) at room temperature. This gives characteristic (not average, or median) speed of 2.2 km/s. The name 'thermal' comes from their energy being that of the room temperature gas or material they are permeating. (see kinetic theory for energies and speeds of molecules). After a number of collisions (often in the range of 10–20) with nuclei, neutrons arrive at this energy level, provided that they are not absorbed.

In many substances, thermal neutron reactions show a much larger effective cross-section than reactions involving faster neutrons, and thermal neutrons can therefore be absorbed more readily (i.e., with higher probability) by any atomic nuclei that they collide with, creating a heavier – and often unstable – isotope of the chemical element as a result.

Most fission reactors use a neutron moderator to slow down, or thermalize, the neutrons that are emitted by nuclear fission so that they are more easily captured, causing further fission. Others, called fast breeder reactors, use fission energy neutrons directly.

Cold neutrons

Cold neutrons are thermal neutrons that have been equilibrated in a very cold substance such as liquid deuterium. Such a cold source is placed in the moderator of a research reactor or spallation source. Cold neutrons are particularly valuable for neutron scattering experiments.^[132]

The use of cold and very cold neutrons (VCN) has been a bit limited compared to the use of thermal neutrons due to the relatively lower flux and lack in optical components. However, Innovative solutions have been proposed to offer more options to the scientific community to promote the use of VCN.^[133]^[134]

Ultracold neutrons

Ultracold neutrons are produced by inelastic scattering of cold neutrons in substances with a low neutron absorption cross section at a temperature of a few kelvins, such as solid deuterium^[135] or superfluid helium.^[136] An alternative production method is the mechanical deceleration of cold neutrons exploiting the Doppler shift.^[137]^[138]

Fission energy neutrons

A fast neutron is a free neutron with a kinetic energy level close to 1 MeV (1.6×10⁻¹³ J), hence a speed of ~14000 km/s (~ 5% of the speed of light). They are named fission energy or fast neutrons to distinguish them from lower-energy thermal neutrons, and high-energy neutrons produced in cosmic showers or accelerators. Fast neutrons are produced by nuclear processes such as nuclear fission. Neutrons produced in fission, as noted above, have a Maxwell–Boltzmann distribution of kinetic energies from 0 to ~14 MeV, a mean energy of 2 MeV (for ²³⁵U fission neutrons), and a mode of only 0.75 MeV, which means that more than half of them do not qualify as fast (and thus have almost no chance of initiating fission in fertile materials, such as ²³⁸U and ²³²Th).

Fast neutrons can be made into thermal neutrons via a process called moderation. This is done with a neutron moderator. In reactors, typically heavy water, light water, or graphite are used to moderate neutrons.

Fusion neutrons

D–T (deuterium–tritium) fusion is the fusion reaction that produces the most energetic neutrons, with 14.1 MeV of kinetic energy and traveling at 17% of the speed of light. D–T fusion is also the easiest fusion reaction to ignite, reaching near-peak rates even when the deuterium and tritium nuclei have only a thousandth as much kinetic energy as the 14.1 MeV that will be produced.

14.1 MeV neutrons have about 10 times as much energy as fission neutrons, and they are very effective at fissioning even non-fissile heavy nuclei. These high-energy fissions also produce more neutrons on average than fissions by lower-energy neutrons. D–T fusion neutron sources, such as proposed tokamak power reactors, are therefore useful for transmutation of transuranic waste. 14.1 MeV neutrons can also produce neutrons by knocking them loose from nuclei.

On the other hand, these very high-energy neutrons are less likely to simply be captured without causing fission or spallation. For these reasons, nuclear weapon design extensively uses D–T fusion 14.1 MeV neutrons to cause more fission. Fusion neutrons are able to cause fission in ordinarily non-fissile materials, such as depleted uranium (uranium-238), and these materials have been used in the jackets of thermonuclear weapons. Fusion neutrons also can cause fission in substances that are unsuitable or difficult to make into primary fission bombs, such as reactor grade plutonium. This physical fact thus causes ordinary non-weapons grade materials to become of concern in certain nuclear proliferation discussions and treaties.

Other fusion reactions produce much less energetic neutrons. D–D fusion produces a 2.45 MeV neutron and helium-3 half of the time and produces tritium and a proton but no neutron the rest of the time. D–³He fusion produces no neutron.

Intermediate-energy neutrons

Transmutation flow in light water reactor, which is a thermal-spectrum reactor

A fission energy neutron that has slowed down but not yet reached thermal energies is called an epithermal neutron.

Cross sections for both capture and fission reactions often have multiple resonance peaks at specific energies in the epithermal energy range. These are of less significance in a fast-neutron reactor, where most neutrons are absorbed before slowing down to this range, or in a well-moderated thermal reactor, where epithermal neutrons interact mostly with moderator nuclei, not with either fissile or fertile actinide nuclides. But in a partially moderated reactor with more interactions of epithermal neutrons with heavy metal nuclei, there are greater possibilities for transient changes in reactivity that might make reactor control more difficult.

Ratios of capture reactions to fission reactions are also worse (more captures without fission) in most nuclear fuels such as plutonium-239, making epithermal-spectrum reactors using these fuels less desirable, as captures not only waste the one neutron captured but also usually result in a nuclide that is not fissile with thermal or epithermal neutrons, though still fissionable with fast neutrons. The exception is uranium-233 of the thorium cycle, which has good capture-fission ratios at all neutron energies.

High-energy neutrons

High-energy neutrons have much more energy than fission energy neutrons and are generated as secondary particles by particle accelerators or in the atmosphere from cosmic rays. These high-energy neutrons are extremely efficient at ionization and far more likely to cause cell death than X-rays or protons.^[139]^[140]

References

^ Ernest Rutherford Archived 2011-08-03 at the Wayback Machine. Chemed.chem.purdue.edu. Retrieved on 2012-08-16.
^ a b 1935 Nobel Prize in Physics Archived 2017-10-03 at the Wayback Machine. Nobelprize.org. Retrieved on 2012-08-16.
^ a b "2018 CODATA recommended values" https://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html Archived 2018-01-22 at the Wayback Machine
^ a b c d e f Mohr, P.J.; Taylor, B.N. and Newell, D.B. (2014), "The 2014 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants" Archived 2013-10-09 at the Wayback Machine (Web Version 7.0). The database was developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova. (2014). National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, Maryland 20899.
^ Zyla, P. A. (2020). "n MEAN LIFE". PDG Live: 2020 Review of Particle Physics. Particle Data Group. Archived from the original on 17 January 2021. Retrieved 25 February 2021.
^ a b Olive, K.A.; (Particle Data Group); et al. (2014). "Review of Particle Physics" (PDF). Chinese Physics C. 38 (9): 1–708. arXiv:1412.1408. Bibcode:2014ChPhC..38i0001O. doi:10.1088/1674-1137/38/9/090001. PMID 10020536. S2CID 118395784. Archived (PDF) from the original on 2020-06-01. Retrieved 2017-10-26.
^ a b c d e f g h i j k Glasstone, Samuel; Dolan, Philip J., eds. (1977), The Effects of Nuclear Weapons (3rd ed.), U.S. Dept. of Defense and Energy Research and Development Administration, U.S. Government Printing Office, ISBN 978-1-60322-016-3
^ a b Brucer, Marshall (1978). "Nuclear Medicine Begins with a Boa Constrictor" (PDF). J. Nuclear Medicine. 19 (6): 581–598. PMID 351151. Archived (PDF) from the original on 2019-05-09. Retrieved 2024-05-01.
^ Giancoli, Douglas C. (1984). General physics. Englewood Cliffs, N.J: Prentice-Hall. ISBN 978-0-13-350884-0. OCLC 1033640549.
^ Stone, R. (1997). "An Element of Stability". Science. 278 (5338): 571–572. Bibcode:1997Sci...278..571S. doi:10.1126/science.278.5338.571. S2CID 117946028.
^ Nudat 2 Archived 2009-08-17 at the Wayback Machine. Nndc.bnl.gov. Retrieved on 2010-12-04.
^ Thomas, A.W.; Weise, W. (2001), The Structure of the Nucleon, Wiley-WCH, Berlin, ISBN 978-3-527-40297-7
^ Greiner, W.; Müller, B. (1994). Quantum Mechanics: Symmetries (2nd ed.). Springer. p. 279. ISBN 978-3540580805.
^ a b "Nuclear Energy". Physics 250: Modern Physics. The University of Tennessee Department of Physics and Astronomy. Archived from the original on 20 February 2020. Retrieved 1 May 2024.
^ A 0.57 kg mass of fissionable material, such as uranium-235, can release an amount of energy equivalent to 10 metric kilotons of TNT. Fissionable material therefore has an energy density approximately 10⁷ greater than this conventional explosive.
^ Basdevant, J.-L.; Rich, J.; Spiro, M. (2005). Fundamentals in Nuclear Physics: From Nuclear Structure to Cosmology. Springer. ISBN 978-0-387-01672-6.
^ a b Loveland, W. D. (2005). Modern Nuclear Chemistry. Wiley. p. 199. ISBN 978-0-471-11532-8. Archived from the original on 2024-05-01. Retrieved 2024-05-01.
^ Particle Data Group Summary Data Table on Baryons Archived 2011-09-10 at the Wayback Machine. lbl.gov (2007). Retrieved on 2012-08-16.
^ a b c d Abraham Pais (1991). Niels Bohr's Times: In Physics, Philosophy, and Polity. Oxford University Press. ISBN 0-19-852049-2.
^ Povh, B.; Rith, K.; Scholz, C.; Zetsche, F. (2002). Particles and Nuclei: An Introduction to the Physical Concepts. Berlin: Springer-Verlag. p. 73. ISBN 978-3-540-43823-6.
^ Basdevant, J.-L.; Rich, J.; Spiro, M. (2005). Fundamentals in Nuclear Physics. Springer. p. 155. ISBN 978-0-387-01672-6.
^ Arimoto, Y.; Geltenbort, S.; et al. (2012). "Demonstration of focusing by a neutron accelerator". Physical Review A. 86 (2): 023843. Bibcode:2012PhRvA..86b3843A. doi:10.1103/PhysRevA.86.023843. Archived from the original on January 18, 2015. Retrieved May 9, 2015.
^ Oku, T.; Suzuki, J.; et al. (2007). "Highly polarized cold neutron beam obtained by using a quadrupole magnet". Physica B. 397 (1–2): 188–191. Bibcode:2007PhyB..397..188O. doi:10.1016/j.physb.2007.02.055.
^ R.L. Workman et al. (Particle Data Group), Prog.Theor.Exp.Phys. 2022, 083C01 (2022) and 2023 update. https://pdg.lbl.gov/2023/listings/rpp2023-list-n.pdf Archived 2023-09-25 at the Wayback Machine. Gives value of 878.4 ± 0.5s; half-life is not given.
^ a b Byrne, J (2003-12-09). "An Overview of Neutron Decay". In Abele, Hartmut; Mund, Daniela (eds.). Quark-Mixing, CKM-Unitarity. arXiv:hep-ph/0312124.
^ Wietfeldt, Fred E.; Greene, Geoffrey L. (2011-11-03). "Colloquium : The neutron lifetime". Reviews of Modern Physics. 83 (4): 1173–1192. Bibcode:2011RvMP...83.1173W. doi:10.1103/RevModPhys.83.1173. ISSN 0034-6861.
^ Wolchover, Natalie (13 February 2018). "Neutron lifetime puzzle deepens, but no dark matter seen". Quanta Magazine. Archived from the original on 30 July 2018. Retrieved 31 July 2018.
^ "How Long Does a Neutron Live?". California Institute of Technology. 2021-10-13. Archived from the original on 2021-10-13. Retrieved 2021-10-14.
^ UCNτ Collaboration; Gonzalez, F. M.; Fries, E. M.; Cude-Woods, C.; Bailey, T.; Blatnik, M.; Broussard, L. J.; Callahan, N. B.; Choi, J. H.; Clayton, S. M.; Currie, S. A. (2021-10-13). "Improved Neutron Lifetime Measurement with UCNτ". Physical Review Letters. 127 (16): 162501. arXiv:2106.10375. Bibcode:2021PhRvL.127p2501G. doi:10.1103/PhysRevLett.127.162501. PMID 34723594. S2CID 235490073. Archived from the original on 2024-04-01. Retrieved 2024-04-01.
^ Anonymous (2013-11-27). "Discrepancy in Neutron Lifetime Still Unresolved". Physics. 6. Bibcode:2013PhyOJ...6S.150.. doi:10.1103/Physics.6.s150. Archived from the original on 2023-08-18. Retrieved 2024-04-01.
^ a b Fisher, BM; et al. (2005). "Detecting the Radiative Decay Mode of the Neutron". J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 110 (4): 421–425. doi:10.6028/jres.110.064. PMC 4852828. PMID 27308161.
^ Sir James Chadwick's Discovery of Neutrons Archived 2011-10-26 at the Wayback Machine. ANS Nuclear Cafe. Retrieved on 2012-08-16.
^ a b c Byrne, J. Neutrons, Nuclei, and Matter, Dover Publications, Mineola, New York, 2011, ISBN 0486482383
^ Dyson, F. J.; Lenard, A. (1967). "Stability of Matter. I". Journal of Mathematical Physics. 8 (3): 423–434. Bibcode:1967JMP.....8..423D. doi:10.1063/1.1705209.
^ Dyson, F. J.; Lenard, A. (1968). "Stability of Matter. II". Journal of Mathematical Physics. 9 (5): 698–711. Bibcode:1968JMP.....9..698L. doi:10.1063/1.1664631.
^ Ball, Philip (17 February 2021). "Why is matter stable?". Chemistry World. Archived from the original on 8 May 2024. Retrieved 8 May 2024.
^ McKie, Robin (10 August 2019). "'Perhaps the most important isotope': how carbon-14 revolutionised science". The Guardian. Retrieved 8 May 2024.
^ "Close Encounters (of the Cosmic Kind)". PBS: Nova Online. 10 August 2019. Retrieved 8 May 2024.
^ Cottingham, W.N.; Greenwood, D.A. (1986). An introduction to nuclear physics. Cambridge University Press. p. 40. ISBN 978-0-521-31960-7.
^ "The Reines-Cowan Experiments: Detecting the Poltergeist" (PDF). Los Alamos Science. 25: 3. 1997. Archived (PDF) from the original on 2013-02-21. Retrieved 2024-05-09.
^ Fowler, W.A. (1984). "The quest for the origin of the elements". Science. 226 (4677): 922–935. Bibcode:1984Sci...226..922F. doi:10.1126/science.226.4677.922. PMID 17737334.
^ a b Atomic and Nuclear Data: Chapter 12 Cu-64 Archived 2024-05-02 at the Wayback Machine Laboratoire National Henri Becquerel, 2011. Retrieved on 2024-05-01.
^ a b Gilbert, Thomas R. "Problem 20: Copper-64 is an unusual radionuclide". Chemistry The Science in Context. Vaia. Archived from the original on 2 May 2024. Retrieved 2 May 2024.
^ Adair, R.K. (1989). The Great Design: Particles, Fields, and Creation. Oxford University Press. p. 214. Bibcode:1988gdpf.book.....A.
^ Cottingham, W.N.; Greenwood, D.A. (1986). An Introduction to Nuclear Physics. Cambridge University Press. ISBN 9780521657334.
^ a b Rutherford, E. (1920). "Nuclear Constitution of Atoms". Proceedings of the Royal Society A. 97 (686): 374–400. Bibcode:1920RSPSA..97..374R. doi:10.1098/rspa.1920.0040.
^ Harkins, William (1921). "The constitution and stability of atomic nuclei. (A contribution to the subject of inorganic evolution.)". Philos. Mag. 42 (249): 305. doi:10.1080/14786442108633770.
^ a b Feather, N. (1960). "A history of neutrons and nuclei. Part 1". Contemporary Physics. 1 (3): 191–203. Bibcode:1960ConPh...1..191F. doi:10.1080/00107516008202611.
^ Pauli, Wolfgang; Hermann, A.; Meyenn, K.v; Weisskopff, V.F (1985). "Das Jahr 1932 die Entdeckung des Neutrons". Wolfgang Pauli. Sources in the History of Mathematics and Physical Sciences. Vol. 6. pp. 105–144. doi:10.1007/978-3-540-78801-0_3. ISBN 978-3-540-13609-5.
^ Hendry, John, ed. (1984). Cambridge Physics in the Thirties. Bristol: Adam Hilger. ISBN 978-0852747612.
^ Brown, Laurie M. (1978). "The idea of the neutrino". Physics Today. 31 (9): 23–28. Bibcode:1978PhT....31i..23B. doi:10.1063/1.2995181. S2CID 121080564.
^ Friedlander G., Kennedy J.W. and Miller J.M. (1964) Nuclear and Radiochemistry (2nd edition), Wiley, pp. 22–23 and 38–39
^ a b Stuewer, Roger H. (1985). "Niels Bohr and Nuclear Physics". In French, A.P.; Kennedy, P.J. (eds.). Niels Bohr: A Centenary Volume. Harvard University Press. pp. 197–220. ISBN 978-0674624160.
^ Pais, Abraham (1986). Inward Bound. Oxford: Oxford University Press. p. 299. ISBN 978-0198519973.
^ Klein, O. (1929). "Die Reflexion von Elektronen an einem Potentialsprung nach der relativistischen Dynamik von Dirac". Zeitschrift für Physik. 53 (3–4): 157–165. Bibcode:1929ZPhy...53..157K. doi:10.1007/BF01339716. S2CID 121771000.
^ Bothe, W.; Becker, H. (1930). "Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen" [Artificial excitation of nuclear γ-radiation]. Zeitschrift für Physik. 66 (5–6): 289–306. Bibcode:1930ZPhy...66..289B. doi:10.1007/BF01390908. S2CID 122888356.
^ Becker, H.; Bothe, W. (1932). "Die in Bor und Beryllium erregten γ-Strahlen" [Γ-rays excited in boron and beryllium]. Zeitschrift für Physik. 76 (7–8): 421–438. Bibcode:1932ZPhy...76..421B. doi:10.1007/BF01336726. S2CID 121188471.
^ Joliot-Curie, Irène & Joliot, Frédéric (1932). "Émission de protons de grande vitesse par les substances hydrogénées sous l'influence des rayons γ très pénétrants" [Emission of high-speed protons by hydrogenated substances under the influence of very penetrating γ-rays]. Comptes Rendus. 194: 273. Archived from the original on 2022-03-04. Retrieved 2012-06-16.
^ Brown, Andrew (1997). The Neutron and the Bomb: A Biography of Sir James Chadwick. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-853992-6.
^ Chadwick, James (1932). "Possible Existence of a Neutron" (PDF). Nature. 129 (3252): 312. Bibcode:1932Natur.129Q.312C. doi:10.1038/129312a0. S2CID 4076465. Archived (PDF) from the original on 2024-02-08. Retrieved 2023-12-13.
^ "Atop the Physics Wave: Rutherford Back in Cambridge, 1919–1937". Rutherford's Nuclear World. American Institute of Physics. 2011–2014. Archived from the original on 21 October 2014. Retrieved 19 August 2014.
^ Chadwick, J. (1933). "Bakerian Lecture. The Neutron". Proceedings of the Royal Society A. 142 (846): 1–25. Bibcode:1933RSPSA.142....1C. doi:10.1098/rspa.1933.0152.
^ Heisenberg, W. (1932). "Über den Bau der Atomkerne. I". Zeitschrift für Physik. 77 (1–2): 1–11. Bibcode:1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433. S2CID 186218053.
^ Heisenberg, W. (1932). "Über den Bau der Atomkerne. II". Zeitschrift für Physik. 78 (3–4): 156–164. Bibcode:1932ZPhy...78..156H. doi:10.1007/BF01337585. S2CID 186221789.
^ Heisenberg, W. (1933). "Über den Bau der Atomkerne. III". Zeitschrift für Physik. 80 (9–10): 587–596. Bibcode:1933ZPhy...80..587H. doi:10.1007/BF01335696. S2CID 126422047.
^ Iwanenko, D. (1932). "The Neutron Hypothesis". Nature. 129 (3265): 798. Bibcode:1932Natur.129..798I. doi:10.1038/129798d0. S2CID 4096734.
^ Miller A.I. (1995) Early Quantum Electrodynamics: A Sourcebook, Cambridge University Press, Cambridge, ISBN 0521568919, pp. 84–88.
^ Wilson, Fred L. (1968). "Fermi's Theory of Beta Decay". American Journal of Physics. 36 (12): 1150–1160. Bibcode:1968AmJPh..36.1150W. doi:10.1119/1.1974382.
^ Chadwick, J.; Goldhaber, M. (1934). "A nuclear photo-effect: disintegration of the diplon by gamma rays". Nature. 134 (3381): 237–238. Bibcode:1934Natur.134..237C. doi:10.1038/134237a0. S2CID 4137231.
^ Chadwick, J.; Goldhaber, M. (1935). "A nuclear photoelectric effect". Proceedings of the Royal Society of London A. 151 (873): 479–493. Bibcode:1935RSPSA.151..479C. doi:10.1098/rspa.1935.0162.
^ Cooper, Dan (1999). Enrico Fermi: And the Revolutions in Modern physics. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-511762-2. OCLC 39508200.
^ Hahn, O. & Strassmann, F. (1939). "Über den Nachweis und das Verhalten der bei der Bestrahlung des Urans mittels Neutronen entstehenden Erdalkalimetalle" [On the detection and characteristics of the alkaline earth metals formed by irradiation of uranium with neutrons]. Die Naturwissenschaften. 27 (1): 11–15. Bibcode:1939NW.....27...11H. doi:10.1007/BF01488241. S2CID 5920336.
^ Hahn, O. (1958). "The Discovery of Fission". Scientific American. 198 (2): 76–84. Bibcode:1958SciAm.198b..76H. doi:10.1038/scientificamerican0258-76.
^ Rife, Patricia (1999). Lise Meitner and the dawn of the nuclear age. Basel, Switzerland: Birkhäuser. ISBN 978-0-8176-3732-3.
^ Hahn, O.; Strassmann, F. (10 February 1939). "Proof of the Formation of Active Isotopes of Barium from Uranium and Thorium Irradiated with Neutrons; Proof of the Existence of More Active Fragments Produced by Uranium Fission". Die Naturwissenschaften. 27 (6): 89–95. Bibcode:1939NW.....27...89H. doi:10.1007/BF01488988. S2CID 33512939.
^ "The Nobel Prize in Chemistry 1944". Nobel Foundation. Archived from the original on 2018-12-26. Retrieved 2007-12-17.
^ Bernstein, Jeremy (2001). Hitler's uranium club: the secret recordings at Farm Hall. New York: Copernicus. p. 281. ISBN 978-0-387-95089-1.
^ "The Nobel Prize in Chemistry 1944: Presentation Speech". Nobel Foundation. Archived from the original on 2007-10-25. Retrieved 2008-01-03.
^ a b Emilio Segrè (1970). Enrico Fermi: Physicist. University of Chicago. ISBN 0-226-74472-8.
^ Greene, GL; et al. (1986). "New determination of the deuteron binding energy and the neutron mass". Physical Review Letters. 56 (8): 819–822. Bibcode:1986PhRvL..56..819G. doi:10.1103/PhysRevLett.56.819. PMID 10033294.
^ a b J. Byrne (2011). Neutrons, Nuclei and Matter: An exploration of the physics of slow neutrons. Mineola, NY: Dover Publications. pp. 28–31. ISBN 978-0486482385.
^ Hughes, D.J.; Burgy, M.T. (1949). "Reflection and polarization of neutrons by magnetized mirrors" (PDF). Physical Review. 76 (9): 1413–1414. Bibcode:1949PhRv...76.1413H. doi:10.1103/PhysRev.76.1413. Archived from the original (PDF) on 2016-08-13. Retrieved 2016-06-26.
^ Sherwood, J.E.; Stephenson, T.E.; Bernstein, S. (1954). "Stern-Gerlach experiment on polarized neutrons". Physical Review. 96 (6): 1546–1548. Bibcode:1954PhRv...96.1546S. doi:10.1103/PhysRev.96.1546.
^ Bombaci, I. (1996). "The Maximum Mass of a Neutron Star". Astronomy and Astrophysics. 305: 871–877. Bibcode:1996A&A...305..871B.
^ Alvarez, L.W; Bloch, F. (1940). "A quantitative determination of the neutron magnetic moment in absolute nuclear magnetons". Physical Review. 57 (2): 111–122. Bibcode:1940PhRv...57..111A. doi:10.1103/physrev.57.111.
^ Tipler, Paul Allen; Llewellyn, Ralph A. (2002). Modern Physics (4 ed.). Macmillan. p. 310. ISBN 978-0-7167-4345-3. Archived from the original on 2022-04-07. Retrieved 2020-08-27.
^ a b Gell, Y.; Lichtenberg, D.B. (1969). "Quark model and the magnetic moments of proton and neutron". Il Nuovo Cimento A. Series 10. 61 (1): 27–40. Bibcode:1969NCimA..61...27G. doi:10.1007/BF02760010. S2CID 123822660.
^ a b c Perkins, Donald H. (1982). Introduction to High Energy Physics. Addison Wesley, Reading, Massachusetts. pp. 201–202. ISBN 978-0-201-05757-7.
^ Greenberg, O.W. (2009), "Color Charge Degree of Freedom in Particle Physics", Compendium of Quantum Physics, Springer Berlin Heidelberg, pp. 109–111, arXiv:0805.0289, doi:10.1007/978-3-540-70626-7_32, ISBN 978-3-540-70622-9, S2CID 17512393
^ Beg, M.A.B.; Lee, B.W.; Pais, A. (1964). "SU(6) and electromagnetic interactions". Physical Review Letters. 13 (16): 514–517, erratum 650. Bibcode:1964PhRvL..13..514B. doi:10.1103/physrevlett.13.514.
^ Sakita, B. (1964). "Electromagnetic properties of baryons in the supermultiplet scheme of elementary particles". Physical Review Letters. 13 (21): 643–646. Bibcode:1964PhRvL..13..643S. doi:10.1103/physrevlett.13.643.
^ a b Cho, Adrian (2 April 2010). "Mass of the Common Quark Finally Nailed Down". Science. American Association for the Advancement of Science. Archived from the original on 27 August 2015. Retrieved 27 September 2014.
^ Wilczek, F. (2003). "The Origin of Mass" (PDF). MIT Physics Annual: 24–35. Archived (PDF) from the original on June 20, 2015.
^ Ji, Xiangdong (1995). "A QCD Analysis of the Mass Structure of the Nucleon". Physical Review Letters. 74 (7): 1071–1074. arXiv:hep-ph/9410274. Bibcode:1995PhRvL..74.1071J. doi:10.1103/PhysRevLett.74.1071. PMID 10058927. S2CID 15148740.
^ Martinelli, G.; Parisi, G.; Petronzio, R.; Rapuano, F. (1982). "The proton and neutron magnetic moments in lattice QCD" (PDF). Physics Letters B. 116 (6): 434–436. Bibcode:1982PhLB..116..434M. doi:10.1016/0370-2693(82)90162-9. Archived (PDF) from the original on 2020-04-20. Retrieved 2019-08-25.
^ Kincade, Kathy (2 February 2015). "Pinpointing the magnetic moments of nuclear matter". Phys.org. Archived from the original on 2 May 2015. Retrieved May 8, 2015.
^ Miller, G.A. (2007). "Charge Densities of the Neutron and Proton". Physical Review Letters. 99 (11): 112001. arXiv:0705.2409. Bibcode:2007PhRvL..99k2001M. doi:10.1103/PhysRevLett.99.112001. PMID 17930428. S2CID 119120565.
^ "Pear-shaped particles probe big-bang mystery" (Press release). University of Sussex. 20 February 2006. Archived from the original on 2011-06-07. Retrieved 2009-12-14.
^ A cryogenic experiment to search for the EDM of the neutron Archived 2012-02-16 at the Wayback Machine. Hepwww.rl.ac.uk. Retrieved on 2012-08-16.
^ Search for the neutron electric dipole moment at PSI: The n2EDM Project of the nEDM collaboration Archived 2015-09-25 at the Wayback Machine. Nedm.web.psi.ch (2001-09-12). Retrieved on 2012-08-16.
^ US nEDM ORNL experiment public page Archived 2017-04-30 at the Wayback Machine. Retrieved on 2017-02-08.
^ SNS Neutron EDM Experiment Archived 2011-02-10 at the Wayback Machine. P25ext.lanl.gov. Retrieved on 2012-08-16.
^ Measurement of the Neutron Electric Dipole Moment Archived 2011-08-23 at the Wayback Machine. Nrd.pnpi.spb.ru. Retrieved on 2012-08-16.
^ Nakamura, K (2010). "Review of Particle Physics". Journal of Physics G. 37 (7A): 1–708. Bibcode:2010JPhG...37g5021N. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021. hdl:10481/34593. PMID 10020536. PDF with 2011 partial update for the 2012 edition Archived 2012-09-20 at the Wayback Machine. The exact value of the mean lifetime is still uncertain, due to conflicting results from experiments. The Particle Data Group reports values up to six seconds apart (more than four standard deviations), commenting that "our 2006, 2008, and 2010 Reviews stayed with 885.7±0.8 s; but we noted that in light of SEREBROV 05 our value should be regarded as suspect until further experiments clarified matters. Since our 2010 Review, PICHLMAIER 10 has obtained a mean life of 880.7±1.8 s, closer to the value of SEREBROV 05 than to our average. And SEREBROV 10B[...] claims their values should be lowered by about 6 s, which would bring them into line with the two lower values. But those re-evaluations have not received an enthusiastic response from the experimenters in question; and in any case the Particle Data Group would have to await published changes (by those experimenters) of published values. At this point, we can think of nothing better to do than to average the seven best but discordant measurements, getting 881.5±1.5 s. Note that the error includes a scale factor of 2.7. This is a jump of 4.2 old (and 2.8 new) standard deviations. This state of affairs is a particularly unhappy one, because the value is so important. We again call upon the experimenters to clear this up."
^ Thoennessen, Michael (2016). "Unbound Isotopes". The Discovery of Isotopes. Cham: Springer International Publishing. pp. 275–291. doi:10.1007/978-3-319-31763-2_16. ISBN 978-3-319-31761-8. Archived from the original on 2024-05-12. Retrieved 2024-01-05.
^ Spyrou, A.; et al. (2012). "First Observation of Ground State Dineutron Decay: 16Be". Physical Review Letters. 108 (10): 102501. Bibcode:2012PhRvL.108j2501S. doi:10.1103/PhysRevLett.108.102501. PMID 22463404.
^ Marqués, F. M.; Labiche, M.; Orr, N. A.; Angélique, J. C.; Axelsson, L.; Benoit, B.; Bergmann, U. C.; Borge, M. J. G.; Catford, W. N.; Chappell, S. P. G.; Clarke, N. M.; Costa, G.; Curtis, N.; D’Arrigo, A.; de Góes Brennand, E. (2002-04-01). "Detection of neutron clusters". Physical Review C. 65 (4): 044006. arXiv:nucl-ex/0111001. Bibcode:2002PhRvC..65d4006M. doi:10.1103/PhysRevC.65.044006. ISSN 0556-2813. S2CID 37431352. Archived from the original on 2024-05-12. Retrieved 2024-01-05.
^ Kisamori, K.; et al. (2016). "Candidate Resonant Tetraneutron State Populated by the He4(He8,Be8) Reaction". Physical Review Letters. 116 (5): 052501. Bibcode:2016PhRvL.116e2501K. doi:10.1103/PhysRevLett.116.052501. PMID 26894705.
^ Duer, M.; Aumann, T.; Gernhäuser, R.; Panin, V.; Paschalis, S.; Rossi, D. M.; Achouri, N. L.; Ahn, D.; Baba, H.; Bertulani, C. A.; Böhmer, M.; Boretzky, K.; Caesar, C.; Chiga, N.; Corsi, A. (2022-06-23). "Observation of a correlated free four-neutron system". Nature. 606 (7915): 678–682. Bibcode:2022Natur.606..678D. doi:10.1038/s41586-022-04827-6. ISSN 0028-0836. PMC 9217746. PMID 35732764.
^ "Physicists find signs of four-neutron nucleus". 2016-02-24. Archived from the original on 2017-07-29. Retrieved 2017-06-27.
^ Orr, Nigel (2016-02-03). "Can Four Neutrons Tango?". Physics. 9: 14. Bibcode:2016PhyOJ...9...14O. doi:10.1103/Physics.9.14.
^ Gandolfi, Stefano; Gezerlis, Alexandros; Carlson, J. (2015-10-19). "Neutron Matter from Low to High Density". Annual Review of Nuclear and Particle Science. 65 (1): 303–328. arXiv:1501.05675. Bibcode:2015ARNPS..65..303G. doi:10.1146/annurev-nucl-102014-021957. ISSN 0163-8998. Archived from the original on 2022-06-14. Retrieved 2024-01-04.
^ Llanes-Estrada, Felipe J.; Moreno Navarro, Gaspar (2012). "Cubic neutrons". Modern Physics Letters A. 27 (6): 1250033–1–1250033–7. arXiv:1108.1859. Bibcode:2012MPLA...2750033L. doi:10.1142/S0217732312500332. S2CID 118407306.
^ Knoll, Glenn F. (1979). "Ch. 14". Radiation Detection and Measurement. John Wiley & Sons. ISBN 978-0471495451.
^ Ghosh, P.; W. Fu; M. J. Harrison; P. K. Doyle; N. S. Edwards; J. A. Roberts; D. S. McGregor (2018). "A high-efficiency, low-Ĉerenkov Micro-Layered Fast-Neutron Detector for the TREAT hodoscope". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 904: 100–106. Bibcode:2018NIMPA.904..100G. doi:10.1016/j.nima.2018.07.035. S2CID 126130994.
^ Ghosh, P.; D. M. Nichols; W. Fu; J. A. Roberts; D. S. McGregor (2019). "Gamma-Ray Rejection of the SiPM-coupled Micro-Layered Fast-Neutron Detector". 2019 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC). pp. 1–3. doi:10.1109/NSS/MIC42101.2019.9059869. ISBN 978-1-7281-4164-0. S2CID 204877955.
^ a b Carson, M.J.; et al. (2004). "Neutron background in large-scale xenon detectors for dark matter searches". Astroparticle Physics. 21 (6): 667–687. arXiv:hep-ex/0404042. Bibcode:2004APh....21..667C. doi:10.1016/j.astropartphys.2004.05.001. S2CID 17887096.
^ Köhn, C.; Ebert, U. (2015). "Calculation of beams of positrons, neutrons and protons associated with terrestrial gamma-ray flashes" (PDF). Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 23 (4): 1620–1635. Bibcode:2015JGRD..120.1620K. doi:10.1002/2014JD022229. Archived (PDF) from the original on 2019-12-23. Retrieved 2019-08-25.
^ Köhn, C.; Diniz, G.; Harakeh, Muhsin (2017). "Production mechanisms of leptons, photons, and hadrons and their possible feedback close to lightning leaders". Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 122 (2): 1365–1383. Bibcode:2017JGRD..122.1365K. doi:10.1002/2016JD025445. PMC 5349290. PMID 28357174.
^ Clowdsley, MS; Wilson, JW; Kim, MH; Singleterry, RC; Tripathi, RK; Heinbockel, JH; Badavi, FF; Shinn, JL (2001). "Neutron Environments on the Martian Surface" (PDF). Physica Medica. 17 (Suppl 1): 94–96. PMID 11770546. Archived from the original (PDF) on 2005-02-25.
^ Byrne, J. Neutrons, Nuclei, and Matter, Dover Publications, Mineola, New York, 2011, ISBN 0486482383, pp. 32–33.
^ "Isotopes and Radioactivity Tutorial". Archived from the original on 2020-02-14. Retrieved 2020-04-16.
^ Science/Nature |Q&A: Nuclear fusion reactor Archived 2022-02-25 at the Wayback Machine. BBC News (2006-02-06). Retrieved on 2010-12-04.
^ Byrne, J. Neutrons, Nuclei, and Matter, Dover Publications, Mineola, New York, 2011, ISBN 0486482383, p. 453.
^ Klein, A G; Werner, S A (1983-03-01). "Neutron optics". Reports on Progress in Physics. 46 (3). IOP Publishing: 259–335. doi:10.1088/0034-4885/46/3/001. ISSN 0034-4885. S2CID 250903152. Archived from the original on 2024-05-12. Retrieved 2023-07-06.
^ Kumakhov, M.A.; Sharov, V.A. (1992). "A neutron lens". Nature. 357 (6377): 390–391. Bibcode:1992Natur.357..390K. doi:10.1038/357390a0. S2CID 37062511.
^ Physorg.com, "New Way of 'Seeing': A 'Neutron Microscope'" Archived 2012-01-24 at the Wayback Machine. Physorg.com (2004-07-30). Retrieved on 2012-08-16.
^ "NASA Develops a Nugget to Search for Life in Space" Archived 2014-03-08 at the Wayback Machine. NASA.gov (2007-11-30). Retrieved on 2012-08-16.
^ Ioffe, A.; Dabagov, S.; Kumakhov, M. (1995-01-01). "Effective neutron bending at large angles". Neutron News. 6 (3): 20–21. doi:10.1080/10448639508217696. ISSN 1044-8632.
^ Hall, Eric J. (2000). Radiobiology for the radiologist (5th ed.). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0-7817-2649-2. OCLC 43854159. Archived from the original on 2024-05-12. Retrieved 2023-03-11.
^ Johns HE and Cunningham JR (1978). The Physics of Radiology. Charles C Thomas 3rd edition
^ [email protected] (2017-04-17). "How neutrons are useful". NIST. Archived from the original on 2021-01-25. Retrieved 2021-01-21.
^ E Hadden; Y Iso; A Kume; K Umemoto; T Jenke; M Fally; J Klepp; Y Tomita (2022). "Highly efficient holographic optical elements for cold neutron experiments". ResearchGate. doi:10.13140/RG.2.2.26033.04963. Archived from the original on 2024-05-12. Retrieved 2022-09-14.
^ Hadden, Elhoucine; Iso, Yuko; Kume, Atsushi; Umemoto, Koichi; Jenke, Tobias; Fally, Martin; Klepp, Jürgen; Tomita, Yasuo (2022-05-24). "Nanodiamond-based nanoparticle-polymer composite gratings with extremely large neutron refractive index modulation". In McLeod, Robert R; Tomita, Yasuo; Sheridan, John T; Pascual Villalobos, Inmaculada (eds.). Photosensitive Materials and their Applications II. Vol. 12151. SPIE. pp. 70–76. Bibcode:2022SPIE12151E..09H. doi:10.1117/12.2623661. ISBN 9781510651784. S2CID 249056691.
^ B. Lauss (May 2012). "Startup of the high-intensity ultracold neutron source at the Paul Scherrer Institute". Hyperfine Interact. 211 (1): 21–25. arXiv:1202.6003. Bibcode:2012HyInt.211...21L. doi:10.1007/s10751-012-0578-7. S2CID 119164071.
^ R. Golub & J. M. Pendlebury (1977). "The interaction of Ultra-Cold Neutrons (UCN) with liquid helium and a superthermal UCN source". Phys. Lett. A. 62 (5): 337–339. Bibcode:1977PhLA...62..337G. doi:10.1016/0375-9601(77)90434-0.
^ A. Steyerl; H. Nagel; F.-X. Schreiber; K.-A. Steinhauser; R. Gähler; W. Gläser; P. Ageron; J. M. Astruc; W. Drexel; G. Gervais & W. Mampe (1986). "A new source of cold and ultracold neutrons". Phys. Lett. A. 116 (7): 347–352. Bibcode:1986PhLA..116..347S. doi:10.1016/0375-9601(86)90587-6.
^ Stefan Döge; Jürgen Hingerl & Christoph Morkel (Feb 2020). "Measured velocity spectra and neutron densities of the PF2 ultracold-neutron beam ports at the Institut Laue–Langevin". Nucl. Instrum. Methods A. 953: 163112. arXiv:2001.04538. Bibcode:2020NIMPA.95363112D. doi:10.1016/j.nima.2019.163112. S2CID 209942845. Archived from the original on 2021-02-24. Retrieved 2020-04-24.
^ Freeman, Tami (May 23, 2008). "Facing up to secondary neutrons". Medical Physics Web. Archived from the original on 2010-12-20. Retrieved 2011-02-08.
^ Heilbronn, L.; Nakamura, T; Iwata, Y; Kurosawa, T; Iwase, H; Townsend, LW (2005). "Expand+Overview of secondary neutron production relevant to shielding in space". Radiation Protection Dosimetry. 116 (1–4): 140–143. doi:10.1093/rpd/nci033. PMID 16604615. Archived from the original on 2019-01-26. Retrieved 2019-01-25.