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中子的同位素

中子的同位素（或0号元素的同位素）指的是质子数为零的核素[1]，现时被证实发现的同位素只有1n及2n。1n较为稳定，半衰期较长（611.0秒[2]），其他的同位素非常不稳定[n 1]。

主要的0号元素同位素
同位素 衰变
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV） 		产物
1n 611.0 s β− 1H
2n 10-22 s n 1n
←H（-1） H（1）→

0号元素还没有在科学文献中使用（故此称为中子的同位素），无论是一个简明的物质形式，或作为一个元素。

另外，4n等，可能较稳定，在2004年的法国，发现了4个在一起的中子，被称为0号元素[3][4]但尚未能被证实。此外还有3n，但根据目前的模型来看，应该比其他的更不稳定，[来源请求]故不列出。而根据理论计算，由于五个中子无法束缚，因此5n可能无法存在[5]。此外，亦有一些探讨更多中子组成之核素的文献，例如20n[6]。

下表列出了部分的仅含中子的原子核，并以质量数n来表示，而0n只是符号，实际上不代表任何东西，故不列出。

自由中子

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主条目：中子和0号元素
 
中子β衰变的费曼图。经由一个W玻色子，中子衰变为一个质子，同时释放出一个电子和一个反电子中微子

1
n
大部分是由放射性元素衰变所射出的粒子，平均寿命约为十五分钟，会进行β衰变，半衰期为611.0±1.0 秒，衰变能量为0.782343 兆电子伏特[7]，另外有千分之一的自由中子会在衰变的同时，释放出γ射线，是轫致辐射的结果。此外，仍有约百万分之四的1
n
会发生双体衰变，即电子在产生后未能获得足够的能量脱离质子，于是和质子生成一个中性的氢原子。

双中子

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主条目：双中子

2
n
是一种仅含有中子的核素，会从某些放射性元素中被从核中抛出，类似于中子发射，但其非常不稳定，半衰期约为10−22秒。若双中子与其他原子发生碰撞会造成其原子序不变但原子量增加2。2012年，中子的同位素2
n
被密歇根州立大学的研究人员明确的从16
Be
的衰变观察到[8]；另外也有研究指出这种核素可由氦核在核反应堆中产生[9]。

四中子

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主条目：四中子（英语：Tetraneutron）

4
n
是一种理论上存在的假想粒子，法国国家科学研究中心核物理实验室的弗朗西斯科-米高儿·马科斯（Francisco-Miguel Marqués）带领的研究团队在观察铍-14核的裂变时，提出了四中子（英语：Tetraneutron）稳定核的假说[10]。这一假说认为，四个中子能形成一个稳定的原子核，但后来的实验工作未能重复马科斯等人的发现。现有理论认为这种组合不稳定。

图表

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符号 Z N 同位素质量（u）
[n 2] 		半衰期
[n 2] 		衰变
方式[11] 		衰变
产物
[n 3] 		原子核
自旋
 相对丰度
（摩尔分率）[n 2]
1n[12][13] 0 1 1.00866491600(43) u[14] 611.0(10) s[2]
[0.782 ± .013 MeV][7] 		β− (>99.9%) 1
H
 		1/2 1.0000[n 4]
痕量或天然放射性
1.00866511 u（
n
）[2] 		γ (<0.1%)
2n[15][16][17] 0 2 2.01732 u 1(0)×10−22 s[18] n 2 1n 0+
4n（英语：Tetraneutron）[10][19][20] 0 4 4.043# (<1.0(0)×10−22 s)# SF (variable) 0+ #

备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。

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反氢的同位素 中子的同位素 氢的同位素

参见

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注释

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  1. ^ 1n指自由中子
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 用括号括起来的数据代表不确定性。
  3. ^ 稳定的衰变产物以粗体表示。
  4. ^ 所有放射到自然界中的中子必为1n

参考文献

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  1. Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
  2. Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)（页面存档备份，存于互联网档案馆）. Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005).
  3. Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
  1. ^ Jagdish K. Tuli. Nuclear Wallet Cards (pdf). Upton, New York 11973–5000 U.S.A.: Brookhaven National Laboratory, National Nuclear Data Center（英语：National Nuclear Data Center）. 2005-4 [2018-01-22]. （原始内容存档 (PDF)于2011-12-21）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Nakamura, K. Review of Particle Physics. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. 2010, 37 (7A): 075021. Bibcode:2010JPhG...37g5021N. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021.  PDF with 2011 partial update for the 2012 edition （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ von Antropoff, A. Eine neue Form des periodischen Systems der Elementen.. Z. Angew. Chem. 1926, 39 (23): 722–725 [2007-12-12]. doi:10.1002/ange.19260392303. （原始内容 (PDF)存档于2020-05-02）. 
  4. ^ Stewart, Philip J. A century on from Dmitrii Mendeleev: tables and spirals, noble gases and Nobel prizes. Foundations of Chemistry. October 2007, 9 (3): 235–245 [2007-12-12]. doi:10.1007/s10698-007-9038-x. [永久失效链接]
  5. ^ Bevelacqua, J. J. Particle stability of the pentaneutron. 物理快报. 1981, 102 (2–3): 79–80. Bibcode:1981PhLB..102...79B. doi:10.1016/0370-2693(81)91033-9. 
  6. ^ How? If this stretch of five species is simply repeated it would seem to indicate that the hexaneutron (with six neutrons), hendecaneutron (with 11 neutrons), and hexadecaneutron (with 16 neutrons), are all stable, bound clusters.Bevelacqua, J. J. Particle stability of the pentaneutron. 物理快报. 1981, 102 (2–3): 79–80. Bibcode:1981PhLB..102...79B. doi:10.1016/0370-2693(81)91033-9. 
  7. ^ 7.0 7.1 Basic Ideas and Concepts in Nuclear Physics: An Introductory Approach, Third Edition K. Heyde Taylor & Francis 2004. Print ISBN 978-0-7503-0980-6. eBook ISBN 978-1-4200-5494-1. DOI: 10.1201/9781420054941.ch5. full text Archive.is的存档，存档日期2013-01-19
  8. ^ Spyrou, A.; et al.. First Observation of Ground State Dineutron Decay: 16Be. 物理评论快报. 2012, 108: 102501. doi:10.1103/PhysRevLett.108.102501. 
  9. ^ Hagino, K.; Sagawa, H.; Nakamura, T.; Shimoura, S. Two-particle correlations in continuum dipole transitions in Borromean nuclei. 2009. arXiv:0904.4775   [nucl-th]. 
  10. ^ 10.0 10.1 Marqués, F. M.; et al.. Detection of neutron clusters. 物理评论. 2002, 65 (4): 044006. Bibcode:2002PhRvC..65d4006M. arXiv:nucl-ex/0111001  . doi:10.1103/PhysRevC.65.044006. 
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  12. ^ Brookhaven National Laboratory Interactive Table of Nuclides. nndc.bnl.gov. [2015-09-14]. （原始内容存档于2017-07-12）. 
  13. ^ ADOPTED LEVELS for 1Nn. nndc.bnl.gov. [2018-01-30]. （原始内容存档于2020-11-21）. 
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  1. ^ 1935 Nobel Prize in Physics（页面存档备份，存于互联网档案馆）
  2. ^ 引用资料-中子的同位素（页面存档备份，存于互联网档案馆）


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