Nevtronij (tudi netrij) je snov, sestavljena izključno iz nevtronov. Čeprav je sestavljen iz enakih atomov in je zaradi tega element, na večini periodnih sistemov ni označen. Nevtronijevi atomi so v bistvu le jedra, saj brez protonov ne morejo k sebi privlačiti elektronov, kar povzroči, da ne reagirajo z ostalimi elementi na enak način. Nevtronij se zato redko uporablja v kemijskih reakcijah in v kemiji nasploh. Nevtronij prav tako nima določenega bloka. Razlog, za to je, ker se je po odkritju orbital redko omenjal, oz. se nekateri niso strinjajali, da so skupki prostih nevtronov dejansko nevtronij. Do sedaj ni bilo objavljenega nobenega članka, ki bi predlagal ime novega bloka oz. uvrstitev nevtronija v že obstoječe bloke.
Nevtronija IUPAC ne obravnava kot element, zato nima uradnega simbola. Največkrat se uporabljata simbola Nt in Nu. Za uporabo v kakršnih koli 3D modelih se uporablja temno modra kroglica, enake barve kot kroglica za nevtron ali svetlo siva kroglica, ki nadaljuje trend uprizarjanja atomov žlahtnih plinov.
Nevtronij je bil predviden že pred odkritjem nevtronov, ko je ime nevtronij prvič omenil Andreas von Antropoff kot element z atomskim številom 0. Skozi čas se je primarna definicija nevtronija začela opuščati in se je začela uporabljati za hipotetično snov znotraj nevtronskih zvezd, narejeno iz nevtronov. V obeh primerih gre za isto snov, le da se v nevtronskih zvezdah pojavlja v večjih količinah in najbrž z drugačno strukturo.
Nevtronij je element, ki ni zmožen ujeti elektronov in ga zaradi tega ne moremo uvrstiti v noben blok. Nevtronij nima določenega bloka, ker se je po odkritju orbital le redko omenjal in se nekateri niso strinjali, da so prosti nevtroni dejansko nevtronij. Do sedaj ni bilo objavljenega še nobenega članka, ki bi predlagal ime novega bloka ali uvrstitev nevtronija v že obstoječe bloke.
Nevtronij in nevtron Nevtronij in nevtron sta podobni besedi in imata tudi podoben pomen, vendar ju ne smemo med seboj mešati. Obe besedi se lahko uporabita za opis mononevtrona, za druge izotope nevtronija pa termin nevtron ni primeren. Nevtronij je poimenovanje za vse proste nevtrone ali skupke nevtronov, ki niso vezani v isto jedro kot protoni. Je samostojen delec in ne more tvoriti jedra drugega elementa. Nevtron je hadron, torej nima izotopov, vendar se lahko pojavlja tudi v jedrih elementov, ki niso nevtronij.
Čeprav lahko obe poimenovanji uporabimo za opis mononevtrona, še vedno obstaja manjša pomenska razlika. Pomagamo si lahko s poimenovanjem protona oz. protijevega kationa (1H+). Poimenovanje protijev kation bi uporabili, če delec omenjamo v reakciji, kot ion, ali kot celoten delec nekega elementa, medtem ko bi poimenovanje proton uporabili v kontekstu z jedrsko fiziko, kot nekdanji del atoma oz. ko tema ni kemija. Enako je pri nevtroniju, le da se tukaj ime nevtronij uporablja redkeje, saj se manjkrat uporablja pri kemiji.
Kemijske značilnosti Naravni načini nastajanja nevtronija mu ne omogočajo, da bi imel okoli sebe elektrone in tudi možnost, da bi mu umetno dodali elektrone, je v nasprotju z vsemi načeli elektrodinamike. Reaktivnost nevtronija je zato zelo majhna in sploh ne more reagirati na enak način. Nevtronij ni zmožen tvoriti ionov (še posebej kationov, kar bi bilo nasploh nesmiselno, saj nima protonov), prav tako ne kovalentnih in kovinskih vezi. Kljub temu je predvideno, da lahko nevtronij v tekočem stanju tvori zelo šibko vez z navadnimi elementi. Pri tem bi nastala posebna oblika molekule, ki se imenuje nuklearna molekula. Oba atoma bi se zlila skupaj in tvorila sestavljeno jedro, vendar bi bilo jedro drugačno od drugih do sedaj znanih sestavljenih jeder, saj se navadni elementi in nevtronij, tako kot polarne in nepolarne snovi, med seboj najbrž ne mešajo. Za izotope nevtronija z atomsko maso manjšo od 60 bi povečanje Coulombove energije, povezane z β-razpadom tudi preprečilo spremembo nevtronija v vodik. Tako je predvideno, da bi lahko v vodi obstajalo majhno število stabilnih ONt molekul v obliki masivnih kisikovih atomov.
Kadar se ga vključi v periodni sistem elementov, je nevtronij običajno v periodi 0, saj nima orbital, ter v skupini žlahtnih plinov (18. skupina), saj je nereaktiven, je plin in ima teoretično zapolnjene vse lupine. Perioda 0 se nahaja nad periodo 1 in na večini periodnih sistemov ni označena. Nevtronij je tako nad helijem. Ponekod je lahko nevtronij tudi postavljen levo od vodika, brez nekega pomena. Ker nima elektronov tudi ne moremo določiti, v kateri blok spada, zato se velikokrat označi, da blok ni znan ali se ga uvrsti v svoj blok, 0-blok.
Fizikalne značilnosti Podobno kot velja za kemične, velja tudi za fizikalne lastnosti, da namreč pri "nevtroniju", snovi, ki ni iz atomov, o fizikalnih lastnostih, kot fizikalno stanje (trdina, tekočina, plin) nimajo smisla, vrelišče, parni tlak ipd. Smiselni so samo podatki, ki slonijo na jedrski fiziki, kot so razpolovni čas, reakcijski presek,razpadne poti, spin ipd.
Zgodovina Nevtronij kot element je najprej predlagal Andreas von Antropoff leta 1926, ko nevtroni niso bili še niti odkriti. V tistem času njegova ideja ni bila preveč priljubljena in po njegovi smrti leta 1956 so idejo opustili. Medtem je James Chadwick, ne da bi se sploh zavedal, skupaj z odkritjem nevtrona, leta 1932 odkril tudi nevtronij. Beseda nevtronij se nato ni več pogosto uporabljala vse do leta 1967, ko so odkrili nevtronske zvezde in se je beseda nevtronij uporabljala za poimenovanje goste snovi iz nevtronov v središču nevtronskih zvezd, brez zavedanja, da obstaja enaka snov tudi na Zemlji. Čez čas se je definicija nevtronija kot snovi, ki obstaja tudi na Zemlji spet začela uveljavljati, še posebej ob začetku iskanja težjih izotopov in odkritju dinevtrona.
Izotopi sličica|290x290_pik|1Nt (zgoraj) in 2Nt (spodaj), edina izotopa nevtronija, za katere vemo, da obstajajo Do sedaj smo zabeležili obstoj le dveh izotopov nevtronija, 1Nt in 2Nt, oba sta radioaktivna in se spremenita v vodik. Za težje izotope nevtronija so predvidene še krajše razpolovne dobe, nekateri znanstveniki celo verjamejo, da večji atomi ne morejo niti obstajati, vendar je to le ugibanje. Če obstajajo, je predvideno območje stabilizacije, ko bodo imeli večji izotopi spet daljšo razpolovno dobo, sprva bilo predvideno pri 60Nt, vendar se je meja spustila na 12Nt. Vez med nevtroni v atomu je 7 MeV, kar je skoraj dvakrat toliko kakor v jedru navadnega atoma. Del energije, ki drži nevtrone skupaj, najbrž prihaja iz kolektivnega združevanja nevtronov, ki imajo nasprotne spine in gibalne količine, podobno kot elektroni v superprevodnikih.
Mononevtron Mononevtron, 1N, je v bistvu le prost nevtron in je edini izotop nevtronija, ki se pojavlja v naravi. 1N je na meji definicije atoma in povzroča nestrinjanje med znanstveniki. Ob odkritju so ga nekateri znanstveniki celo dodali na svoje periodne sisteme, medtem ko se sedaj večina strokovnjakov strinja, da se nevtronij ne uvršča med atome.
Čeprav je nevtron v jedru atoma stabilen, sam ni. Mononevtron ima razpolovno dobo 610,1 ± 0,7 s, kar je približno deset minut. Mononevtron nato razpade na 1H+ oz. proton, saj je proton rahlo lažji od nevtrona, kar nevtronu omogoča β-razpad.
^1 Nt ->[\beta-] ^{2}H^+ + e^{-} + \overline{\nu}_e
V približno enem izmed milijon razpadov se zgodi, da narejen elektron ne more uiti vodiku, tako da nastane protijev atom in ne kation. Še ena možnost razpada, ki nastane v enem promilu primerov, vključuje tudi gama žarke.
^1 Nt ->[\beta-] ^{2}H^+ + e^{-} + \overline{\nu}_e + \gamma
Nastajanje mononevtrona v naravi Nevtronij v naravi nastaja na dva načina. Nastane lahko s spontano fisijo, kar se zgodi pri nekaterih izotopih v naravi, kot so 238U, 235U, 239Pu in 240Pu. Pri fisiji nastane več manjših jeder, med drugim tudi nevtroni. +Nastanek 1Nt s fisijo Začetni izotopRazpolovna doba (leta)% razpada s fisijoŠt. nevtronov na fisijo235U7,04·1082.0·10−71,86238U4,47·1095.4·10−52,07239Pu241004.4·10−102,16240Pu65695.0·10−62,21 Drugi način nastanka je z muoni, ki se nahajajo v kozmičnih žarkih. V viru so naredili simulacijo proizvodnje nevtronov s pomočjo muonov in NaCl. Test je pokazal, da povprečen muon proizvede 7,6·10−4 nevtronov na 1g/cm2. Čeprav je gostota muonov in samih atomov v ozračju bistveno manjša, nastajajo nevtroni s podobnim procesom, le da v milejši obliki.
Umetno pridobivanje mononevtrona Mononevtrone lahko tudi umetno pridobimo z enakima postopkoma, kot nastaja naravno, vendar to prinaša svoje prednosti in slabosti. Pri fisiji bi lahko uporabili tudi izotope, ki se ne pojavljajo v naravi, kot sta 250Cm in 252Cf, ki povprečno proizvedeta več kot 3 nevtrone na fisijo. Prav tako bi lahko fisijo izzvali, kar se že izvaja v jedrskih reaktorjih. Proizvodnja nevtronija z muoni ni ravno najboljša izbira za umetno pridobivanje, saj je proizvodnja muonov draga, povrh pa imajo muoni še kratko razpolovno dobo in bi lahko povzročili tudi stranske neželene učinke. Pri umetnem pridobivanju se pojavi še tretja možnost, ko bi lahko pridobivali nevtronij z razpadom izotopov, ki pri razpadu iz jedra izvržejo nevtron. Taki izotopi se v naravi ne pojavljajo, jih je pa možno proizvesti umetno. Nekateri izotopi, kot je na primer 7H, lahko izvržejo tudi po 4 nevtrone naenkrat.
Dinevtron Dinevtron, 2Nt so prvič odkrili leta 2012, ko so na Michiganski univerzi zabeležili obstoj 16Be. 16Be je nato razpadel na 14Be in dinevtron:
^16Be -> ^14Be + ^2Nt
Do zdaj je to edini zabeležen način pridobivanja dinevtronov, vendar bi lahko tudi nekateri drugi izotopi elementov, kot so 11Li in nekateri helijevi izotopi. Različni eksperimenti so pokazali, da čeprav je emisija dveh nevtronov precej pogosta, pride pri večini primerov do emisij dveh mononevtronov in ne dinevtrona. Pri poskusu je bil dinevtron stranski produkt, zato niso naprej merili njegove razpolovne dobe ali način razpada. Predviden razpad je β−, predvidena razpolovna doba pa je odvisna od maksimalne kinetične energije delca. Predvidena razpolovna doba je bila med 0,0074 in 0,1857 s, izmerjena pa je bila bistveno manjša, saj je dinevtron razpadel po le 10−22 s. To je kar nekajkrat krajše od razpolovne dobe diprotona in je izmed vseh izotopov, ki jih do sedaj poznamo, drugi najmanj stabilen, takoj za 7H. 2Nt je pri poskusu najbrž razpadel v 2H.
^2 Nt ->[\beta-] ^{2}H^+ + e^{-} + \overline{\nu}_e
Atomska masa dinevtrona še ni bila izmerjena, vendar jo lahko dobro ocenimo, saj je delec le iz dveh nevtronov.
Dinevtron bi se najbrž lahko tudi v naravi oblikoval sam, vendar le pri zelo nizkih temperaturah, ko tvori Bose-Einsteinov kondenzat, a to še ni bilo preverjeno ali dokazano.
Trinevtron Trinevtron je predviden izotop nevtronija, ki bi v jedru imel združene tri nevtrone. Poskušali so že pridobiti trinevtron s pomočjo tritija in drugih izotopov, vendar pri tem niso bili uspešni. Nekateri viri celo zagotavljajo, da obstoj trinevtrona ni mogoč, kar tudi kaže čedalje več eksperimentov.
Trinevtron, če obstaja, bi se najlažje pridobilo iz 2H, 3H, 3He, 4He, 7He ali 7Li. Ar bi imel okoli 3 ter najbrž razpadel na tritij z β−-razpadom.
Tetranevtron Tetranevtron, 4Nt so znanstveniki poskušali proizvesti že 55 let. Sprva so bili vsi poskusi neuspešni, sedaj pa se je pojavilo nekaj dokazov z vprašljivo relevantnostjo oz. predvidevanji. Leta 2002 je skupina fizikov predstavila rezultate eksperimenta, ki namiguje na tetranevtron. Eksperiment je bil narejen v francoskem narodnem velikem težkoionskem pospeševalniku v Caen-u, pri poskusu pa so opazovali razpad berilijevega izotopa 14Be. Atom 14Be je imel jedro iz 10Be, na katero so bili pripeti štirje dodatni nevtroni. Pri razpadu naj bi se naenkrat iz jedra ločili štirje nevtroni, ki naj bi bili povezani skupaj.
^14Be -> ^10Be + ^4Nt