Neutronen; om mee te beginnen…

Wat is een neutron eigenlijk?

Eenvoudig gezegd is een neutron een kerndeeltje dat in elk atoom (behalve in het ‘normale’ enkelvoudige waterstofatoom) voorkomt; het dankt zijn naam aan het feit dat het geen elektrische lading bezit.
Neutronen hoeven niet altijd in combinatie met een atoomkern voor te komen; zij kunnen ook als "vrij" neutron bestaan.
Zodra ze inderdaad buiten atoomkernen voorkomen kunnen ze bijzondere eigenschappen hebben. Wanneer ze zich bijvoorbeeld op hoge snelheid verplaatsen, dan kunnen ze gevaarlijke straling produceren; de zware deeltjes kunnen op hoge snelheid ook zeer veel energie vertegenwoordigen.


DE OPBOUW VAN MATERIE
:     Materie is opgebouwd uit verschillende microscopisch kleine deeltjes, de moleculen. Wordt een molecuul verder opgedeeld, dan komen we terecht bij de afzonderlijke atomen ervan.
Deze atomen bestaan weer uit een kleine, zware kern met daaromheen vooral heel erg veel ruimte.
Binnen deze ruimte cirkelen bijna altijd een of meer elektronen op een bepaalde afstand rond.
De kern, ook wel nucleus genoemd, bestaat nagenoeg altijd uit de kerndeeltjes protonen en neutronen (de nucleonen) en als je nog “verder = kleiner” gaat kijken bestaan die weer uit quarks die behoren tot de kleinste, tot nu toe ontdekte deeltjes.
Zonder nu al te diep op een en ander in te willen gaan ontkomen we er niet aan om enkele fysische eigenschappen van de genoemde subatomaire deeltjes te benoemen zoals bijvoorbeeld hun massa en lading.

MASSA:       De massa van een neutron is nagenoeg gelijk aan die van een proton (eigenlijk net iets groter); beide zijn op hun beurt weer veel groter als de massa van een elektron (1840 x). De massa van een proton is gelijkgesteld aan 1 atomaire massa eenheid (amu). De totale massa van een atoom, aangeduid met Massagetal A, wordt  nagenoeg geheel bepaald door de som van het aantal protonen en neutronen in de kern.
Het aantal protonen in de kern wordt op zijn beurt aangeduid met Atoomnummer Z en is bepalend voor het symbool van een Element, zeg maar voor de naam ervan.
Hieruit valt op te maken dat, wanneer we het aantal neutronen in de kern aanduiden met N, er het volgende zal gelden: A=Z+N

Het 'Periodiek Systeem Der Elementen'  geeft een voorstelling van alle tot nu toe bekende elementen.

Periodiek systeem
Periodiek Systeem der Elementen

Het   -- “Periodiek Systeem der Elementen”  -- geeft een voorstelling van alle tot nu bekende elementen

ISOTOPEN:    Spreken we over elementen, dan is het ook noodzakelijk om het te hebben over isotopen.
Isotopen en daarmee bedoelen we de isotopen van een bepaald element, hebben allen weliswaar evenveel protonen in hun kern en daarmee dus ook dezelfde naam, maar het aantal neutronen varieert en daarmee dus ook hun massagetal.
Tussen deze isotopen kunnen zowel stabiele (niet muterende of veranderende) als instabiele isotopen zitten.

Slechts enkele in de natuur voorkomende elementen hebben maar een enkel stabiel isotoop zoals fluorine (9F-19); alle overige bekende isotopen van fluorine worden kunstmatig gemaakt en zijn instabiel.
Een andere zeldzame isotoop is die van waterstof: 1H-2 ofwel deuterium, ook wel "zware waterstof" genoemd, dat naast ("gewone") zuurstof, het tweede element vormt in wat we 'zwaar water' noemen. Veruit de meest op aarde voorkomende isotoop van waterstof betreft echter protium, 1H-1, ('gewone waterstof'): 99,985 %.

In geval van instabiele isotopen komt ook de term radioisotoop of radionuclide naar voren:
Radioisotopen zijn isotopen van elementen met een onstabiele atoomkern die altijd zal proberen over te gaan in een stabiele toestand. Dit gecompliceerde proces wordt 'radioactief verval' genoemd. Tijdens dit 'muteren' kunnen isotopen worden gevormd van hetzelfde element die op hun beurt dan weer stabiel of onstabiel zijn of er kunnen isotopen van andere elementen worden gevormd. Dit
radioactief verval gaat gepaard met het uitzenden van ioniserende straling of zoals men vaak zegt: ‘radioactieve straling’.

LADING:     Protonen bezitten een positieve lading van +1 ladingseenheid (e) terwijl neutronen geen lading bezitten. Om de atoomkern heen heb je de elektronen die van nature een negatieve lading hebben ter grootte van -1e. Deze negatieve elektronen blijven om de positief geladen kern heen cirkelen omdat tegengestelde ladingen elkaar aantrekken; dit wordt de kernbinding genoemd. Deze aantrekkingskrachten leiden echter niet tot botsen met de kern hetgeen je dan eigenlijk zou verwachten; ze blijven op dezelfde afstand rond de kern cirkelen.
Binnen de atoomkern moet echter nog een belangrijke tegenkracht aanwezig zijn om de sterke afstotende krachten tussen alle positief geladen protonen op te heffen.
Deze tegenkracht wordt de ‘Kernkracht’ genoemd; in de kernfysica speelt deze een belangrijke rol. Deze kracht werkt tussen de protonen en neutronen, tussen de protonen onderling en tussen de neutronen onderling en houdt dus de kern bijeen; over deze kernkracht in een later stadium meer…….
Uit het gegeven dat een atoom normaliter ongeladen is moet volgen dat er dus evenveel elektronen rond de kern zullen cirkelen als dat er protonen in de kern aanwezig zijn. Maar desondanks kunnen atomen wel degelijk ofwel positief dan wel negatief voorkomen; dit afhankelijk van een tekort of overschot aan genoemde elektronen; ze worden dan aangeduid als ‘ionen’.
Een negatief geladen ion wordt kation genoemd, aangeduid als bijvoorbeeld Cl-; een positief ion heet anion: K+, Na+.