【中子的发现】

1930 年发现α粒子轰击铍（4Be9）时，发现穿透本领非常大的辐射。当时曾认为这种辐射是能量很高的γ射线。因此被误认为α粒子轰击铍的反应是

₄Be9+2He4→6C13→6C13+hv

式中 6C13 为碳同位素 6C13 的激发核。测定发生的射线在铅中的吸收，证明γ光子的能量应该为 7MeV（兆电子伏特）。1932 年，伊伦·约里奥- 居里和约里奥-居里发现如果使铍射线（α粒子轰击铍放出的射线）通过石蜡板，则其电离作用大大增加。这种效应的产生是由于铍射线由石蜡中击出质子所致。铍射线从石蜡中击出的质子，在空气中的射程为 40 厘米，大

约相当于 5 兆电子伏特的能量。若假定质子是由于与γ光子作用，发生弹

性碰撞而被加速，则γ光子应该具有大约 55 兆电子伏特的能量，此值比由铅吸收得到的 7 兆电子伏特大很多。55 兆电子伏特这个值也不与根据反应式中的质量亏损相符合。由 4Be4，2He4、6C13 的原子量和轰击的α粒子的能

量，能够求出按反应式进行过程对应的质量亏损等于 0.01665 原子量单位

（相当于 15.5 兆电子伏特的能量）。由此可见，γ光子的能量不可能超过15.5（兆电子伏特）。查德威克证明，如果假设铍在α粒子轰击下发射出的辐射是由中性的、质量接近于质子的粒子组成的，便圆满地解释了这一放射现象，其反应式为

₄Be9+2He4→(6C13)→6C12+0n1

因为中子不带电，所以它从原子和分子的近傍飞过时同它们的相互作用很弱，这就是它的电离本领极小，而穿透本领很强的原因。中子与原子核之间的碰撞，与弹性球之间的碰撞相同，遵守能量守恒和动量守恒定律。利用此二定律可得出对心碰撞时，反冲核的速度为

v' =

2Mn v

Mn + M

式中的 v′为反冲核速度，v 为中子的初速度，Mn 为中子的质量，M 为反冲核的质量。在中子速度相同的情况下，质量为 M1 和 M2 的两个不同的反冲核的速度 v′1 和 v′2 之比为

v＇ 1

v＇ 2

= Mn + M 2

Mn + M1

由此式便可求出中子的质量 Mn。由各对不同的核得到相同的中子质量 Mn 这件事实，证实了查德威克假设：铍的辐射不是光子，而是质量 Mn=1.00893 的中子。