Den frie neutrons halveringstid – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Den frie neutrons halv...

14. januar 2012

Den frie neutrons halveringstid

Kære Niels Bohr Institut
En fri neutron henfalder på ca. 15 min til en elektron, proton og en neutron. Hvilket årstal fandt man ud af det? Håber I kan hjælpe.

På forhånd tak.

Med venlig hilsen
HJ

Ernest Rutherford

Den frie Neutrons halveringstid: Ernest Rutherford, NP (New Zealand, 1871 - 1937) kom ud fra stoffernes massefordelinger i 1920 frem til, at der måtte eksistere en partikel som neutronen, men kunne ikke eftervise dens eksistens.

Walther Wilhelm Georg Bothe med Niels Bohr

 

Jean Frédéric Joliot-Curie, gift med Irène Joliot-Curie, modtog nobelprisen i kemi i 1935.

Walther Wilhelm Georg Bothe (D, 1891 - 1957) og hans student Herbert Becker (D) fandt i 1931, at når energirige alfapartikler fra polonium ramte lette elementer som bor, lithium og beryllium, blev der produceret en meget gennemtrængende stråling af ikke ladede partikler. Man mente først, at det var gammastråling, men strålingen var mere gennemtrængende end nogen kendt gammastråling, og der var en række andre problemer ved at tolke strålingen som gammastråling.

Irène Joliot-Curie var datter af nobelprismodtagerne Pierre og Marie Curie og søster til forfatteren, Ève Curie. Iréne Joliot-Curie modtog selv nobelprisen i kemi i 1935 sammen med sin mand, Frédéric Joliot-Curie, for opdagelsen af induceret radioaktivitet.

Irène Joliot-Curie (F, 1897 - 1956) og (F, 1900 - 1958) viste derefter, at hvis den ukendte stråling ramte paraffin eller andre medier med højt brintindhold, blev der udsendt protoner med meget høj energi. Det kunne gammastråling også principielt have gjort, men analyse af data viste, at det var usandsynligt.

James Chadwick

I 1932 udførte Sir James Chadwick NP (GB, 1891 - 1974) en serie eksperimenter, som viste, at det ikke kunne være gammastråling. Han foreslog ud fra sine forsøg at stålingen var uladede partikler af ca. samme masse som protonen. Disse uladede partikler blev kaldt neutroner. Kort efter opdagelsen af neutronen målte Chadwick og Maurice Goldhaber (D, GB, US, 1911 - 2011) 1935 dens masse med tilstrækkelig nøjagtighed til at kunne forudsige, at den frie neutron måtte være radioaktiv. Neutronens beta-henfald blev først eksperimentelt bekræftet 13 år senere 1948 da Arthur H Snell (tidligere underdirektør ved Oak Ridge) og L C Miller fandt bevis for produktion af lavenergi positivt ladede partikler i en neutronstråle. De skulle så skulle være produceret af reaktionen:
 

Eksperimentet foreslog ret klart, at de positive partikler var protoner, som kom fra henfaldet. Den lange pause imellem det teoretiske forslag og eksperimentet skyldes i høj grad den pause i forskningen der indtrådte på grund af 2. verdenskrig og på grund af manglende intense neutronkilder. Snell fulgte sagen op i 1950 med nøjere undersøgelser. Desuden blev fænomenet eftervist af James Michael Rabinovich, senere kendt som  J. M. Robson (B, 1900-1982). Så vidt vides er værdien for neutronens halveringstid 878,5 sek. = 14 min 38,5 sek bestemt i 2005 i St. Petersborg. Jeg beklager, men jeg har ikke kunne finde biografiske data for en række af de personer som indgår.

Med venlig hilsen
Malte Olsen