中子同位素(或0号元素同位素)指的是质子数为零的核素[1],现时被证实发现的同位素只有1n及2n。1n较为稳定,半衰期较长(611.0[2]),其他的同位素非常不稳定[n 1]

Quick Facts 同位素, 衰变 ...
主要的0号元素同位素
同位素 衰变
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
MeV
产物
1n 611.0 s β 1H
2n 10-22 s n 1n
H-1 H1
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0号元素还没有在科学文献中使用(故此称为中子的同位素),无论是一个简明的物质形式,或作为一个元素

另外,4n等,可能较稳定,在2004年的法国,发现了4个在一起的中子,被称为0号元素[3][4]但尚未能被证实。此外还有3n,但根据目前的模型来看,应该比其他的更不稳定,[来源请求]故不列出。而根据理论计算,由于五个中子无法束缚,因此5n可能无法存在[5]。此外,亦有一些探讨更多中子组成之核素的文献,例如20n[6]

下表列出了部分的仅含中子的原子核,并以质量数n来表示,而0n只是符号,实际上不代表任何东西,故不列出。

自由中子

Thumb
中子β衰变的费曼图。经由一个W玻色子,中子衰变为一个质子,同时释放出一个电子和一个反电子中微子

1
n
大部分是由放射性元素衰变所射出的粒子,平均寿命约为十五分钟,会进行β衰变半衰期611.0±1.0 秒衰变能量为0.782343 兆电子伏特[7],另外有千分之一的自由中子会在衰变的同时,释放出γ射线,是轫致辐射的结果。此外,仍有约百万分之四的1
n
会发生双体衰变,即电子在产生后未能获得足够的能量脱离质子,于是和质子生成一个中性的氢原子

双中子

2
n
是一种仅含有中子的核素,会从某些放射性元素中被从核中抛出,类似于中子发射,但其非常不稳定,半衰期约为10−22秒。若双中子与其他原子发生碰撞会造成其原子序不变但原子量增加2。2012年,中子的同位素2
n
被密西根州立大学的研究人员明确的从16
Be
的衰变观察到[8];另外也有研究指出这种核素可由氦核核反应炉中产生[9]

四中子

4
n
是一种理论上存在的假想粒子,法国国家科学研究中心核物理实验室的弗朗西斯科-米高儿·马科斯(Francisco-Miguel Marqués)带领的研究团队在观察铍-14核的裂变时,提出了四中子英语Tetraneutron稳定核的假说[10]。这一假说认为,四个中子能形成一个稳定的原子核,但后来的实验工作未能重复马科斯等人的发现。现有理论认为这种组合不稳定。

图表

More information 符号, Z ...
符号 Z N 同位素质量(u
[n 2]
半衰期
[n 2]
衰变
方式
[11]
衰变
产物

[n 3]
原子核
自旋
相对丰度
莫耳分率)[n 2]
1n[12][13] 0 1 1.00866491600(43) u[14] 611.0(10) s[2]
[0.782 ± .013 MeV][7]
β (>99.9%) 1
H
1/2 1.0000[n 4]
痕量天然放射性
1.00866511 u
n
[2]
γ (<0.1%)
2n[15][16][17] 0 2 2.01732 u 1(0)×10−22 s[18] n 2 1n 0+
4n英语Tetraneutron[10][19][20] 0 4 4.043# (<1.0(0)×10−22 s)# SF (variable) 0+ #
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备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。

同位素列表
反氢的同位素 中子的同位素 氢的同位素

参见

注释

参考文献

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