Atomdaki nötronlar ne işe yarar?

Atomdaki nötronlar, bir atomun kütlesini oluşturan ve atomun özelliğini belirleyen parçacıklardır. Nötronlar, protonlarla aynı kütleye sahip olup, elektrik yüküne sahip değillerdir. Bu özellikleri sayesinde, nötronlar atomun kararlılığını sağlar ve atomun radyoaktif olmasını engelleyen önemli bir rol oynar.

Örneğin, bir hidrojen atomu bir proton ve bir elektron içerir. Eğer bu atomun içine bir nötron da eklenirse, atomun radyoaktif olma ihtimali azalır ve daha kararlı bir yapıya sahip olur. Ayrıca, bir atomun nötron sayısı arttıkça, atomun kütlesi de artar ve atomun özelliği de değişebilir. Bu nedenle, nötronlar atomun özelliğini belirleyen ve atomun kararlılığını sağlayan önemli parçacıklardır.

***

Evrim Ağacı Uyarısı: Bu cevap, OpenAI tarafından geliştirilen ChatGPT yazılımı tarafından, otomatik olarak hazırlanmıştır. ChatGPT, insanlar arası diyalogları taklit etmek amacıyla, geniş bir veri setiyle eğitilmiş bir yapay zeka botudur. Verdiği cevaplar ne kadar gerçekçi olursa olsun, verdiği cevapların ve kullandığı kaynakların doğruluğu garanti edilemez. Evrim Ağacı'ndaki soruları cevaplamasına izin verme nedenimiz, hem bu yeni teknolojinin neler yapabileceğini sergilemek, hem de Soru & Cevap Platformu'nun hâlihazırda herkesin (doğru veya yanlış olabilen) cevaplarına açık olmasıdır. Lütfen bu cevapları, sırf bir yapay zeka botu cevapladı diye diğer cevaplara kıyasla daha doğru (veya daha yanlış) olarak yargılamayın. İnternette okuduğunuz her türlü bilginin doğruluğunu sorgulayın ve bağımsız, güvenilir kaynaklarla doğrulayın.

Nötron (n veya n⁰ biçiminde gösterilir), doğal hidrojen dışındaki bütün atomların çekirdeğinde yer alan, yüksüz bir atomaltı parçacıktır. Elektrondan (e^-) yaklaşık 1840 kat daha kütleli olan nötronun kütlesinin büyük bir bölümü (%99), içerisindeki yüklü kuarkların (bir yukarı iki aşağı kuark) güçlü etkileşimle birbirine bağlanmasından gelir (kuantum renk dinamiği).^[1] Dolayısıyla aslında yüksüz sayılan nötronun da küçük bir mıknatıs gibi olduğu, devingen yüklerden oluştuğu ve bir "temel parçacık" olmadığı söylenebilir.^[2]

Nötronlar ve protonlar (p ya da p⁺) atom çekirdeğinde birbirine –aynı demin değindiğim kuarklar gibi– güçlü etkileşimle bağlıdır. Bir atomun proton ve nötron sayısının toplamına "nükleon (çekirdek parçacığı) sayısı" denir. Bu sayı, atomların fiziksel özelliklerini belirler ve elementin sol üst bölümünde yazar (örn. ¹²C). Aynı elementten (p⁺ sayısı aynı) iki özdekten birinin ışın etkin (radyoaktif) olup diğerinin olmaması, nötron sayısındaki ayrımdan kaynaklanır. Örneğin ¹²C (bizdeki karbonun büyük bir bölümü) ışın etkin değilken, ¹⁴C (karbon 14) ışın etkindir. Bu özellik radyokarbon tarihleme yönteminde kullanılır. Diğer ışın etkin özdeklerin de [örneğin ²³⁸U (uranyum-238), ²³⁵U (uranyum-235), ⁴⁰K (potasyum-40)] bu özelliği kullanılarak kayaçlar (ayrıca gök taşları) tarihlendirilir.^[3]

Bunun dışında nötron; atom bombası, termonükleer bomba, nötron bombası vb. yıkıcı silahların geliştirilmesinde ya da nükleer santrallerde kullanılır. Burada nötron ile atom çekirdekleri bombalanır ve açığa çıkan erkeden (enerji) yaralanılır.

Ayrıca nötron, kararsız bir özdektir. Uzun süre biçimini koruyamaz ve beta bozunumuyla bir proton, bir elektron ve bir karşıt nötrinoya (hafif bir temel parçacık) dönüşür.

Daha çok bilgi alabileceğiniz birkaç yazı:

• Elektron, Proton ve Nötron Nasıl Keşfedildi?
• Bir Atom Bombası Nasıl Yapılır? Hidrojen Bombası Nasıl Çalışır?

Nötronun ve diğer atomaltı parçacıkların keşfini anlatan bir kitap:

• Weinberg, Steven (2002); Atomaltı Parçacıklar: Bir Keşif Serüveni, Tübitak Yayınları, ISBN: 9754032521.