Particella subatomica, appartenente al nucleo dell'atomo, priva di carica
elettrica e di massa pari a 1,6748 · 10
-27 kg, di poco superiore
a quella del protone. La scoperta della radioattività e il tentativo di
spiegare i fenomeni ad essa collegati fece ipotizzare l'esistenza, all'interno
del nucleo, di differenti tipi di particelle; tale ipotesi venne confermata
dalla scoperta del
n. da parte di F. e I. Joliot-Curie e di J. Chadwich
nel 1932. Il
n. non è una particella elementare, in quanto
è formata da quark (quark, leptoni e fotoni sono le uniche particelle
elementari finora scoperte). Poiché privo di ionizzazione, non può
essere rilevato in modo diretto; il
n. viene messo in evidenza, allora,
bombardando nuclei di elementi leggeri (per esempio, berillio) con particelle
alfa, con protoni o con deutoni, oppure fornendo ai
n. una
quantità di energia elettromagnetica che consenta loro di separarsi dal
nucleo (
effetto fotoneutronico). I
n. sono efficaci proiettili per
i bombardamenti subatomici, perché, privi di carica elettrica, non sono
respinti dal nucleo, e anzi, a breve distanza ne vengono attratti. Oltre ad
essere usato per produrre elementi radioattivi artificiali, e in generale
trasmutazioni, il
n. viene utilizzato per il fenomeno della fissione
nucleare indotta: nel 1934 E. Fermi scoprì, infatti, che in alcuni nuclei
pesanti, detti fissili (per esempio, uranio 235), la cattura di un
n.
termico non è seguita dall'emissione di un fotone γ, ma induce la
fissione, cioè la rottura del nucleo in due parti di grandezza
comparabile accompagnate da un certo numero di particelle leggere. Nel 1956
è stata scoperta una nuova particella, l'
antineutrone, in tutto
uguale al
n. tranne che per le particolarità magnetiche, che sono
opposte. ║
Bombe a n. o
bombe N: bombe il cui funzionamento
è basato su reazioni di fusione o di fissione nucleare; le più
comuni sono quelle ad uranio e ad idrogeno. Nella
bomba ad uranio si
impiega essenzialmente il principio della fissione dell'uranio 235; tale
fenomeno consiste nella rottura del nucleo in due parti, causata dalla cattura
di un neutrone termico. La fissione produce più neutroni di quanti
servono a provocarla e, pertanto, produce una reazione a catena, con conseguente
emissione di quantità elevate di energia; affinché possa
innestarsi una reazione a catena, è necessario che la massa di uranio
colpita dal
n. sia superiore ad un dato valore, chiamato massa critica.
La bomba è costituita da due masse di uranio, mantenute separate, e tali
che ciascuna sia inferiore alla massa critica, ma che la somma sia superiore;
proiettandole l'una contro l'altra con una comune carica esplosiva, si raggiunge
la massa critica e la reazione a catena si innesca. La
bomba ad idrogeno,
invece, è basata sul fenomeno della fusione nucleare; la fusione nucleare
è una reazione nella quale l'urto di due nuclei dotati di alta energia
dà luogo ad un riordinamento reciproco dei loro nucleoni, in modo da
formare uno o più prodotti di reazione con sviluppo di energia. La bomba
ad idrogeno è costituita da una comune bomba ad uranio, all'esterno della
quale vi è un involucro contenente acqua pesante; quando si fa esplodere
la bomba ad uranio, essa sviluppa tanta energia termica da portare
istantaneamente la temperatura dell'acqua pesante a valori tali da consentire la
fusione del deuterio (uno degli elementi più comunemente usati nei
fenomeni di fusione). Il suo potere distruttivo supera di migliaia di volte
quello della bomba all'uranio.
Rotazione di elettroni, protoni e neutroni
Rotazione di elettroni, protoni e neutroni