ニュートロニウム は原子番号 0 で中性子のみからなる記号 Nu の理論上の元素の名前です。ニュートロニウムの別名はニュートリウム とニュートライト .化学者のアンドレアス・フォン・アントロポフは、1926 年 (中性子が発見される前) に「ニュートロニウム」という用語を作り出しました。
ニュートロニウムが元素であるかどうかは、用語の定義によって異なります。ほとんどの化学者は、原子核内の陽子の数に基づいて元素を定義しています。化学反応には、ニュートロニウムに欠けている電子が関与します。同時に、核反応によって中性子が陽子 (水素) になります。
周期表上のニュートロニウムの位置
中性子は正味の電荷を持たないため、電子を引き付けません。したがって、電子配置に関する限り、ニュートロニウムは希ガスとして振る舞います。これにより、ニュートロニウムは周期表のヘリウムの上、周期 0 および元素グループ 18 に配置されます。
ニュートロニウムの事実
名前 :ニュートロニウム
原子番号 :0
グループ :18 (希ガス)
期間 :0
シェルあたりの電子数 :0
発見者 :発見されていませんが、Andreas von Antropoff (1928) によって示唆されています
原子量 :1 (予測)
ニュートロニウム同位体
元素の同位体は、その核内の中性子の数に依存します。 2021 年現在、2 つの中性子同位体 (単中性子と二中性子) が確実に観測されていますが、他の同位体も提案されています。これらの「同位体」には、わかりやすい名前が付いています:
- モノニュートロン :これは単一の中性子で、半減期は約 10 分で、ベータ崩壊によって陽子 (水素原子核)、電子、および反ニュートリノに崩壊します。
- ダイニュートロン :2012 年のベリリウム 16 の崩壊により、2 つの中性子からなる中性子が放出されました。これらの中性子は、原子核内の陽子と中性子のように結合していませんが、原子核に匹敵するほど十分に互いに引き付けられています。研究者は、短寿命のトリチウム共鳴状態でも大中性子が発生する可能性があると提案しています。
- 三中性子 :三中性子は 3 つの束縛中性子で構成されますが、この系は熱力学的に非常に好ましくないため、三中性子が存在する可能性は低いでしょう。
- テトラニュートロン :テトラ中性子は、結合した 4 つの中性子で構成されます。初期の研究では、四中性子が存在する可能性があることが示されていますが、結果は再現されていません。あるいは、観測された四中性子は、同位体ではなく分子を形成する結合した二中性子のペアである可能性があります。
- ペンタニュートロン :五中性子は 5 個の中性子が結合したものです。科学者は、5 つの中性子クラスターの潜在的な安定性を計算しました。
ニュートロニウムの特性
バルク中性子物質は観測されていませんが、科学者はその特性について予測することができます:
- ニュートロニウムは、希ガスのように化学的に不活性です。これは、電子が化学反応の主役だからです。中性子は電子を引き付けたり結合したりしません。
- ニュートロニウムガスは光を散乱させる電子を欠いているため、おそらく無色です。仮想的な立体の外観は誰にも推測できません。
- 粒子の引力が低いため、ニュートロニウムは気体になります。理想気体の法則では、標準の温度と圧力での中性子密度を 0.045 kg/m と予測しています。これは、水素ガスの半分の密度です。絶対零度に近づくと、ニュートロニウムは縮退した気体の超流動を形成する可能性があります。凝固は極圧下で発生する可能性があり、これによりベータ崩壊が抑制され、ニュートロニウムが安定する可能性もあります。
- ニュートロニウムガスは、電子と陽子が不足しているため、通常のガスよりも圧縮性が高いはずです。電子殻は原子の体積の大部分を占めますが、陽子は近接して互いに反発します。
- 中性子は原子と分子の間を通過するのに十分小さいため、容器に中性子を保持することは問題があります。その効果は、ラテックス風船にヘリウムガスを入れるのに匹敵します。同様に、ニュートロニウムは正味の電荷を持たないため、電界を使用してトラップすることはできません。
フィクション
ニュートロニウムは、サイエンス フィクションの本、映画、ビデオ ゲームに登場し、信じられないほど密度が高く、通常は固体の物質の形をしています。 20 世紀半ば、ニュートロニウムはスタートレックに登場しました。 エピソード「Doomsday Machine」とH. Beam Piperの「Terrohuman Future History」小説（コラプシウムとして）。これは、ビデオ ゲーム「酸素は含まれていません」の要素です。
中性子星と中性子星
物理学の文脈では、「ニュートロニウム」はほとんどの場合、中性子星物質を指します。ただし、科学文献では、「中性子縮退物質」という用語が好まれます。他の研究者は、中性子星にはストレンジ物質またはクォーク物質が含まれていると仮定しています。いずれにせよ、中性子星のすべての物質を「ニュートロニウム」と呼ぶのは正しくありません。なぜなら、星の組成は深さと圧力によって変化するからです。
参考文献
- フォン・アントロポフ、A. (1926)。 「Eine neue Form des periodischen Systems der Elementen」。 Z.アンジュ。化学 . 39 (23):722–725. doi:10.1002/ange.19260392303
- Bertulani, C.A.; Zelevinsky、V.（2003）。 「テトラ中性子は結合した中性子-中性子分子ですか?」. Journal of Physics G. 29 (10):2431–2437. doi:10.1088/0954-3899/29/10/309
- Bevelacqua, J. J. (1981 年 6 月 11 日)。 「五中性子の粒子安定性」。 物理文字 B 102 (2–3):79–80。 doi:10.1016/0370-2693(81)91033-9
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