Question

Почему нейтроны по отдельности распадаются за 17 минут, а в ядре с протонами - стабильны?

Comments

Возможно, потому что энергия взаимодействия между нуклонами, а значит, и дефект массы будет отрицательным распад нейтрона нарушил бы закон сохранения энергии.

В свободном состоянии масса нейтрона незначительно (поэтому является очень долгоживущим) больше суммы масс протона, электрона и электронного антинейтрино.

Answer 1

Рассмотрим отдельный нейтрон.

Нестабильность отдельного нейтрона связана с его массой. Масса нейтрона немного больше массы протона. Это означает, что нейтрон может превратиться в протон, испустив электрон и антинейтрино. Этот процесс называется бета-распадом.

Вероятность бета-распада нейтрона очень мала. Она составляет около 1 на 100 миллиардов в секунду. Это означает, что одиночный нейтрон будет распадаться в среднем за 17 минут.

Теперь рассмотрим нейтрон в ядре с протонами.

В ядре атома действуют сильные ядерные силы. Они действуют между протонами и нейтронами и помогают удерживать протоны и нейтроны вместе в ядре. Эти силы действуют на очень коротких расстояниях, порядка 10^-15 метров.