中子
zhōng zǐ
中子是原子核中不带电荷的粒子；它增加原子核的质量，并有助于把原子核维系在一起。
Definition
中子是原子核中不带电荷的粒子，质量与质子大致相等（$1.675 \times 10^{-27}\text{ kg}$，即 $1.00866$ 原子质量单位，比质子略重一点）。中子只增加质量数，不增加原子序数，同一元素中中子数不同的原子互为同位素。中子由一个上夸克和两个下夸克组成，它通过增加强核力的吸引而不增加静电排斥来稳定原子核；自由中子并不稳定，会发生 β 衰变，变为一个质子、一个电子和一个反中微子，平均寿命约为 $15$ 分钟。
Example
氦原子核有 $2$ 个质子和 $2$ 个中子；中子增加了质量，却不带电荷。碳-12有 $6$ 个中子，碳-14有 $8$ 个中子，两者都是碳，但碳-14更重，并且具有放射性。要计算中子数，只需用质量数减去原子序数：氯-37的中子数为 $37 - 17 = 20$。较轻的稳定原子核中质子数和中子数大致相等，但较重的原子核需要更多中子，例如铅-208有 $82$ 个质子和 $126$ 个中子。
Key Insight
中子不带电，因此既不吸引也不排斥电子，也不会留下电离径迹，这正是查德威克直到1932年才发现中子的原因，比电子和质子的发现晚了几十年。中子过多或过少的原子核都会发生放射性衰变，而正是自由中子维持着核反应堆内部的链式反应。