Wenn ich das richtig verstehe, tritt der Beta-Zerfall nur auf, wenn ein Atom (oder in diesem Fall ein subatomares Teilchen) instabil ist. Gelten Neutronen als instabil? Wenn ja warum? Und wenn sie nicht instabil sind, gibt es einen bekannten Grund, warum sie zerfallen?
Freie Neutronen sind instabil, mit einer Halbwertszeit von etwa 10 Minuten. Sie zerfallen fast immer über -Verfall:
Proton ist das leichteste Baryon, Neutronenmasse ist fast gleich, aber ~1 schwerer als Proton. Die Baryonenzahl muss bei fast allen Wechselwirkungen erhalten bleiben, damit das Proton ein stabiles Hadron ist.
Neutronen sind im Kern übrigens wegen starker Wechselwirkungen ziemlich stabil. Aber ein freies Neutron kann durch eine schwache Wechselwirkung zerfallen , und da Proton leichter ist als es, darf es Proton zerfallen.
Radioaktiver Zerfall tritt auf, wenn das Mutternuklid schwerer ist als die Tochterprodukte, weil sie dadurch wesentlich stabiler sind.
Ein Neutron hat eine Masse von 1,6750 x 10^-27 kg, während die kombinierte Masse eines Protons und Elektrons nur 1,673611 x 10^-27 kg beträgt, was weniger ist als die eines freien Neutrons, was bedeutet, dass dieser Zustand weitaus stabiler sein wird.
In einem Kern sind Neutronen jedoch stabil, denn wenn sie zerfallen würden, würden die Produkte höchstwahrscheinlich aufgrund des Verlusts an Bindungsenergie an Masse gewinnen, da die starken Wechselwirkungsfaktoren innerhalb eines Kerns zum Beispiel Be-9 nicht in B-9 zerfallen, weil B -9 ist schwerer, da es 9,0133288 amu wiegt, während Be-9 nur 9,0121822 wiegt, was bedeutet, dass es Masse/Energie absorbieren müsste, damit dieser Zerfall auftritt
Nukleare Neutronen sind nicht instabil, aber freie Neutronen sind instabil und zerfallen im Allgemeinen durch Beta-Zerfall, werden zu einem Proton und setzen ein Elektron frei, das von einem Elektron-Antineutrino begleitet wird. Freie Neutronen haben eine mittlere Lebensdauer von ungefähr 881,5 Sekunden, was bedeutet, dass die durchschnittliche Lebensdauer der Neutronen 881,5 Sekunden beträgt. Die Halbwertszeit von Neutronen beträgt ungefähr 611 Sekunden, was bedeutet, dass nach 611 Sekunden die Hälfte einer Neutronenprobe zerfallen ist und nach weiteren 611 Sekunden die Hälfte der verbleibenden zerfallen ist (wobei nur noch ein Viertel übrig ist) und so weiter suggeriert zu werden, nach 6 Minuten zu verfallen, wie der Titel der Frage vermuten lässt.
Hritik Narayan
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