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中子的性质和分类

发布时间：2025-10-08 | 来源：互联网转载和整理

中子的概念是由英国物理学家欧内斯特·卢瑟福提出，中子的存在是1932年詹姆斯·查德威克用α粒子轰击的实验中证实的。

其质量为 1.6749286 ×10-27千克（939.56563兆电子伏特），比质子的质量稍大（质子的质量为1.672621637（83）×10-27千克），自旋为1/2。自由中子是不稳定的粒子，可通过弱作用衰变为质子，放出一个电子和一个反中微子，平均寿命为896秒。中子遵从费米-狄拉克分布和泡利不相容原理。以往曾经将中子列为基本粒子的一员，但现今在标准模型理论下，由两个下夸克和一个上夸克构成，所以它是个复合粒子。

中子以聚集态存在于中子星（中子星是恒星演化到末期，经由重力崩溃发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点之一。）中。太阳系里的中子主要存在于各种原子核中，元素的β衰变就是该元素中的中子释放一个电子变成上一个元素序列元素的一种变化。

中子可根据其速度而被分类。

高能（高速）中子具电离能力，能深入穿透物质。中子是唯一一种能使其他物质具有放射性之电离辐射的物质。此过程被称为“中子激发”。“中子激发”被医疗界，学术界及工业广泛应用于生产放射性物质。

高能中子可以在空气中行进极长距离。中子辐射需要以富有氢核之物质掩蔽，例如混凝土和水。核反应堆是常见之中子放射源，以水作为有效之中子掩蔽物。

中子和其它常见的次原子粒子最大的分别在于中子因其下夸克和上夸克之电荷互相抵消，本身不带电荷。令它穿透性强，无法直接进行观察，也令它在核转变中成为非常重要的媒介物。这两项因素使得它在次原子粒子发现历史的较后期才被发现。