中子的发现

由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，假定原子核全部由质子组成，那么根据元素的原子序数就可以预言它的原子量。但实际情况并非如此，例如氧的原子序数是 8，原子量是 16；铀的原子序数是 92，原子量是 238 等。除了氢之外，所有元素都反映出类似的情况，这就使人们提出了这样一个问题：原子核中除了质子的质量之外，多余的质量应当怎样解释呢？卢瑟福根据这一事实，预言原子核内可能还存在着跟质子的质量相等的不带电的中性粒子。

1930 年，用α粒子去轰击铍、锂、硼等元素，发现有一种穿透力很强的不带电的射线放出，它几乎不能使气体电离。当时物理学家们以为这是γ射线。1932 年约里奥·居里夫妇用这种射线通过石蜡时，竟从石蜡中打出了质子来（图 19-16）。根据能量的测定和计算表明，光子绝对不可能从石蜡中打出质子来。后来由卢瑟福的学生、英国物理学家查德威克

（1891～1974）于同年根据实验结果确定，这种新的射线是质量接近于

质子的不带电的粒子流，这种粒子叫做中子，其符号可写作¹n。

图 19-16

发现中子实验的核反应过程可表示为

⁹ Be + ⁴ He→¹² C +¹ n。

4 2 6 0

后来，科学家又做了许多实验，发现在α粒子的轰击下，原子核可能放出质子，也可能放出中子。这就表明中子也是原子核的组成部分。

中子由于不带电，经过物质时不会和原子中的电子发生电磁作用，因而能量损失很小，中子具有强大的穿透能力（能穿透几十厘米厚的铅层）； 同时又不会受到原子核电场的推斥作用，容易进入原子核而使核分裂。实验表明，α粒子只能分裂轻元素的原子核，而中子几乎能使一切元素的原子核分裂。所以中子是进行原子核人工转变良好的核“炮弹”。