中子的同位素

中子同位素(或0號元素同位素)指的是質子數為零的核素[1],現時被證實發現的同位素只有1n及2n。1n較為穩定,半衰期較長(611.0[2]),其他的同位素非常不穩定[n 1]

主要的0號元素同位素
同位素衰變
丰度半衰期 (t1/2)方式能量
MeV
產物
1n611.0 sβ1H
2n10-22 sn1n
H-1H1

0號元素還沒有在科學文獻中使用(故此稱為中子的同位素),無論是一個簡明的物質形式,或作為一個元素

另外,4n等,可能較穩定,在2004年的法国,發現了4個在一起的中子,被称为0号元素[3][4]但尚未能被證實。此外還有3n,但根據目前的模型來看,應該比其他的更不穩定,[來源請求]故不列出。而根據理論計算,由於五個中子無法束縛,因此5n可能無法存在[5]。此外,亦有一些探討更多中子組成之核素的文獻,例如20n[6]

下表列出了部分的僅含中子的原子核,並以質量數n來表示,而0n只是符號,實際上不代表任何東西,故不列出。

自由中子

中子β衰變的費曼圖。經由一個W玻色子,中子衰變為一個質子,同時釋放出一個電子和一個反電子中微子

1
n
大部分是由放射性元素衰變所射出的粒子,平均壽命約為十五分鐘,會進行β衰變半衰期611.0±1.0 秒衰變能量為0.782343 兆電子伏特[7],另外有千分之一的自由中子會在衰變的同時,釋放出γ射綫,是轫致辐射的結果。此外,仍有約百萬分之四的1
n
會發生雙体衰變,即電子在產生后未能獲得足夠的能量脫離質子,於是和質子生成一個中性的氫原子

雙中子

2
n
是一種僅含有中子的核素,會從某些放射性元素中被從核中拋出,類似於中子發射,但其非常不穩定,半衰期約為10−22秒。若雙中子與其他原子發生碰撞會造成其原子序不變但原子量增加2。2012年,中子的同位素2
n
被密西根州立大學的研究人員明確的從16
Be
的衰變觀察到[8];另外也有研究指出這種核素可由氦核核反應爐中產生[9]

四中子

4
n
是一種理論上存在的假想粒子,法國國家科學研究中心核物理實驗室的弗朗西斯科-米高兒·馬科斯(Francisco-Miguel Marqués)帶領的研究團隊在觀察鈹-14核的裂變時,提出了四中子英语Tetraneutron穩定核的假説[10]。這一假説認爲,四個中子能形成一個穩定的原子核,但後來的實驗工作未能重復馬科斯等人的發現。現有理論認爲這種組合不穩定。

圖表

符號ZN同位素質量(u
[n 2]
半衰期
[n 2]
衰變
方式
[11]
衰變
產物

[n 3]
原子核
自旋
相對豐度
莫耳分率)[n 2]
1n[12][13]011.00866491600(43) u[14]611.0(10) s[2]
[0.782 ± .013 MeV][7]
β (>99.9%)1
H
1/21.0000[n 4]
痕量天然放射性
1.00866511 u
n
[2]
γ (<0.1%)
2n[15][16][17]022.01732 u1(0)×10−22 s[18]n2 1n0+
4n英语Tetraneutron[10][19][20]044.043#(<1.0(0)×10−22 s)#SF(variable)0+ #

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的證明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。

同位素列表
反氫的同位素中子的同位素氫的同位素

參見

註釋

参考文獻

. 
  • ^ Bertulani, C.A.; Canto, L.F.; Hussein, M.S. The Structure And Reactions Of Neutron-Rich Nuclei (PDF). Physics Reports. 1993, 226 (6): 281?376 [2015-09-07]. doi:10.1016/0370-1573(93)90128-Z. (原始内容 (PDF)存档于2011-09-28). 
  • ^ Spyrou, A; et al. First Observation of Ground State Dineutron Decay: 16Be. Phys. Rev. Lett. 108, 102501 (2012). March 9, 2012 [2012-06-25]. Bibcode:2012PhyOJ...5...30S. doi:10.1103/Physics.5.30. (原始内容存档于2019-08-09). 
  • ^ Bertulani, C. A.; Zelevinsky, V. Is the tetraneutron a bound dineutron-dineutron molecule?. Journal of Physics G英语Journal of Physics G. 2002, 29 (10): 2431. Bibcode:2003JPhG...29.2431B. arXiv:nucl-th/0212060 . doi:10.1088/0954-3899/29/10/309. 
  • ^ Timofeyuk, N. K. On the existence of a bound tetraneutron. 2002. arXiv:nucl-th/0203003 |class=被忽略 (帮助). 
    1. ^ 1935 Nobel Prize in Physics页面存档备份,存于互联网档案馆
    2. ^ 引用資料-中子的同位素页面存档备份,存于互联网档案馆


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