中子的同位素(或0號元素的同位素)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秒[2]),其他的同位素非常不穩定[n 1]。
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
![Thumb](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/89/Beta_Negative_Decay.svg/320px-Beta_Negative_Decay.svg.png)
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,半衰期為±1.0 秒, 611.0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在核反應爐中產生[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 | Z | N | 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] | 0 | 1 | 66491600(43) u 1.008[14] | 611.0(10) s[2] [0.782 ± .013 MeV][7] |
β− (>99.9%) | 1 H |
1/2 | 1.0000[n 4] 痕量或天然放射性 |
66511 u( 1.008 n )[2] |
γ (<0.1%) | |||||||
2n[15][16][17] | 0 | 2 | 32 u 2.017 | 1(0)×10−22 s[18] | n | 2 1n | 0+ | |
4n[10][19][20] | 0 | 4 | 4.043# | (<×10−22 s)# 1.0(0) | 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。
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參見
註釋
参考文獻
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