นิวตรอนและภาคตัดขวาง (ฟิสิกส์)

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง นิวตรอนและภาคตัดขวาง (ฟิสิกส์)

นิวตรอน vs. ภาคตัดขวาง (ฟิสิกส์)

นิวตรอน (neutron) เป็น อนุภาคย่อยของอะตอม ตัวหนึ่ง มีสัญญลักษณ์ n หรือ n0 ที่ไม่มี ประจุไฟฟ้า และมีมวลใหญ่กว่ามวลของ โปรตอน เล็กน้อย โปรตอนและนิวตรอนแต่ละตัวมีมวลประมาณหนึ่งหน่วย มวลอะตอม โปรตอนและนิวตรอนประกอบกันขึ้นเป็น นิวเคลียส ของหนึ่งอะตอม และทั้งสองตัวนี้รวมกันเรียกว่า นิวคลีออน คุณสมบัติของพวกมันถูกอธิบายอยู่ใน ฟิสิกส์นิวเคลียร์ นิวเคลียสประกอบด้วยโปรตอนจำนวน Z ตัว โดยที่ Z จะเรียกว่า เลขอะตอม และนิวตรอนจำนวน N ตัว โดยที่ N คือ เลขนิวตรอน เลขอะตอมใช้กำหนดคุณสมบัติทางเคมีของอะตอม และเลขนิวตรอนใช้กำหนด ไอโซโทป หรือ นิวไคลด์ คำว่าไอโซโทปและนิวไคลด์มักจะถูกใช้เป็นคำพ้อง แต่พวกมันหมายถึงคุณสมบัติทางเคมีและทางนิวเคลียร์ตามลำดับ เลขมวล ของอะตอมใช้สัญลักษณ์ A จะเท่ากับ Z+N ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนมีเลขอะตอมเท่ากับ 6 และคาร์บอน-12 ที่เป็นไอโซโทปที่พบอย่างมากมายของมันมี 6 นิวตรอนขณะคาร์บอน-13 ที่เป็นไอโซโทปที่หายากของมันมี 7 นิวตรอน องค์ประกอบบางอย่างจะเกิดขึ้นเองในธรรมชาติโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเพียงหนึ่งตัว เช่นฟลูออรีน (ดู นิวไคลด์ที่เสถียร) องค์ประกอบอื่น ๆ จะเกิดขึ้นโดยมีไอโซโทปที่เสถียรเป็นจำนวนมาก เช่นดีบุกที่มีสิบไอโซโทปที่เสถียร แม้ว่านิวตรอนจะไม่ได้เป็นองค์ประกอบทางเคมี มันจะรวมอยู่ใน ตารางของนิวไคลด์ ภายในนิวเคลียส โปรตอนและนิวตรอนจะยึดเหนี่ยวอยู่ด้วยกันด้วย แรงนิวเคลียร์ และนิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความมั่นคงของนิวเคลียส นิวตรอนถูกผลิตขึ้นแบบทำสำเนาในปฏิกิริยา นิวเคลียร์ฟิวชั่น และ นิวเคลียร์ฟิชชัน พวกมันเป็นผู้สนับสนุนหลักใน การสังเคราะห์นิวเคลียส ขององค์ประกอบทางเคมีภายในดวงดาวผ่านกระบวนการฟิวชัน, ฟิชชั่นและ การจับยึดนิวตรอน นิวตรอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ ในทศวรรษหลังจากที่นิวตรอนที่ถูกค้นพบในปี 1932 นิวตรอนถูกนำมาใช้เพื่อให้เกิดการกลายพันธ์ของนิวเคลียส (nuclear transmutation) ในหลายประเภท ด้วยการค้นพบของ นิวเคลียร์ฟิชชัน ในปี 1938 ทุกคนก็ตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่า ถ้าการฟิชชันสามารถผลิตนิวตรอนขึ้นมาได้ นิวตรอนแต่ละตัวเหล่านี้อาจก่อให้เกิดฟิชชันต่อไปได้อีกในกระบวนการต่อเนื่องที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เหตุการณ์และการค้นพบเหล่านี้นำไปสู่​​เครื่องปฏิกรณ์ที่ยั่งยืนด้วยตนเองเป็นครั้งแรก (Chicago Pile-1, 1942) และอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก (ทรินิตี้ 1945) นิวตรอนอิสระหรือนิวตรอนอิสระใด ๆ ของนิวเคลียสเป็นรูปแบบหนึ่งของ การแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออน ดังนั้นมันจึงเป็นอันตรายต่อชีวภาพโดยขึ้นอยู่กับปริมาณที่รับ สนาม "พื้นหลังนิวตรอน" ขนาดเล็กในธรรมชาติของนิวตรอนอิสระจะมีอยู่บนโลก ซึ่งเกิดจากมิวออนรังสีคอสมิก และจากกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติขององค์ประกอบที่ทำฟิชชันได้ตามธรรมชาติในเปลือกโลก แหล่งที่ผลิตนิวตรอนโดยเฉพาะเช่นเครื่องกำเนิดนิวตรอน, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อการวิจัยและแหล่งผลิตนิวตรอนแบบสปอลเลชัน (Spallation Source) ที่ผลิตนิวตรอนอิสระสำหรับการใช้งานในการฉายรังสีและในการทดลองการกระเจิงนิวตรอน คำว่า "นิวตรอน" มาจากภาษากรีก neutral ที่แปลว่า เป็นกลาง เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด เป็นผู้ตั้งทฤษฎีการมีอยู่ของนิวตรอนเมื่อปี ค.ศ. 1920 โดยเขาพบว่าอะตอมของธาตุทุกชนิด เลขมวลจะมีค่าใกล้เคียงกับ 2 เท่าของเลขอะตอมเสมอ จึงสันนิษฐานได้ว่ามีอนุภาคอีกชนิดหนึ่งที่ยังไม่ถูกค้น. เมื่ออนุภาคสองตัวมีปฏิสัมพันธ์ต่อกัน ภาคตัดขวางร่วมกันของทั้งสองอนุภาค คือ บริเวณที่ผกผันกับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของทั้งสองอนุภาค นั่นคือบริเวณที่เกิดการกระเจิงต่อกันนั่นเอง ถ้าอนุภาคเป็นทรงกลมไม่ยืดหยุ่น ภาคตัดขวางจะเกิดเฉพาะตอนที่อนุภาคทั้งสองสัมผัสกันเท่านั้น ดังนั้น ภาคตัดขวางของการกระเจิงมีความสัมพันธ์กับขนาดของอนุภาค แต่ถ้าหากอนุภาคมีปฏิสัมพันธ์กันอันเนื่องมาจากแรงที่ระยะต่าง ๆ เช่น แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นต้น ภาคตัดขวางของการกระเจิงจะมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของอนุภาค เมื่อเราระบุให้ภาคตัดขวางเป็นฟังก์ชันของตัวแปรในสถานะสุดท้ายของอนุภาค เช่น มุม พลังงาน เป็นต้น เราจะเรียกว่า differential cross section แต่เมื่อภาคตัดขวางคือบริเวณทั้งหมดที่มุมของการกระเจิงกวาดไปได้ จะเรียกว่า total cross section ภาคตัดขวางถูกระบุด้วย (sigma) มีหน่วยเดียวกันกับพื้นที่ ภาคตัดขวางของการกระเจิงอาจถูกบัญญัติในเรื่อง ฟิสิกส์นิวเคลียร์ ฟิสิกส์อะตอม และฟิสิกส์ของอนุภาค หัวข้อการชนของลำอนุภาคพุ่งชนเป้า ความน่าจะเป็นของการเกิดการกระเจิงใด ๆ เป็นสัดส่วนของภาคตัดขวางของการกระเจิงนั้น ดังนั้น การเจาะจงภาคตัดขวางของการกระเจิง คือ ตัวแทนของความน่าจะเป็นของการกระเจิงที่อาจจะเกิดขึ้นได้ ในการวัดอัตราของการกระเจิงขึ้นอยู่กับตัวแปรเกี่ยวกับการทดลอง เช่น ความหนาแน่นของวัสดุที่เป็นเป้า ความเข้มของลำอนุภาค ประสิทธิภาพของตัววัดของเครื่องมือ มุมที่ติดตั้งเครื่องมือวัด เป็นต้น หมวดหมู่:ฟิสิกส์นิวเคลียร์ หมวดหมู่:ฟิสิกส์อะตอม หมวดหมู่:มโนทัศน์ทางฟิสิกส์ หมวดหมู่:ฟิสิกส์อนุภาค หมวดหมู่:การกระเจิง หมวดหมู่:ทฤษฎีการกระเจิง หมวดหมู่:การวิเคราะห์เชิงมิติ หมวดหมู่:การวัด.