Física nuclear

Páginas: 43 (10734 palabras) Publicado: 19 de abril de 2014
ELEMENTOS BÁSICOS DE FÍSICA NUCLEAR
INTRODUCCIÓN
Es una pequeña región central del átomo donde se encuentran distribuidos los neutrones y protones, partículas fundamentales del núcleo, que reciben el nombre de nucleones.

La estabilidad del núcleo no puede explicarse por su acción eléctrica. Es más, la repulsión existente entre los protones produciría su desintegración. El hecho de que en elnúcleo existan protones y neutrones es un indicador de que debe existir otra interacción más fuerte que la electromagnética que no está directamente relacionada con cargas eléctricas y que es mucho más intensa. Esta interacción se llama nuclear y es la que predomina en el núcleo.
ENERGÍA DE ENLACE NUCLEAR
Para explicar la naturaleza de las fuerzas nucleares que mantienen unidas a las partículasdentro de los núcleos, es necesario analizar sus propiedades. En general, un núcleo tiene una masa y está cargado eléctricamente. Además, tiene un tamaño que se puede medir por su radio. Los nucleones se mueven bajo la acción de sus interacciones mutuas y la intensidad de sus interacciones se puede medir por su energía de enlace o energía de ligadura nuclear.
ΔE = Δm · c2
Donde le llamado“defecto de masa” (Δm ) es igual a la masa de los nucleones menos la masa del núcleo.
La energía de enlace nuclear, se define como la energía necesaria para separar los nucleones de un núcleo, o bien como la energía que se libera cuando se unen los nucleones para formar el núcleo.
El origen de la energía de ligadura o de enlace nuclear reside en la desaparición de una parte de la masa de los nucleonesque se combinan para formar el núcleo. Esta diferencia de masa recibe el nombre de defecto másico, y se transforma en energía cuyo cálculo se puede realizar por la ecuación de Einstein, E=m.c2
Si a la suma de las masas de los nucleones y electrones de un átomo le restamos la masa medida experimentalmente a través del espectrógrafo de masas, obtenemos el defecto másico, y podemos calcular laenergía total de enlace. La energía de enlace o de ligadura será equivalente a la energía liberada en la formación de un núcleo.
La u.m.a. se define como la doceava parte de la masa del átomo 6C12y 1 u.m.a.=1'66.10-27Kg, por lo que sustituyendo en la ecuación de Einstein, E=m.c2, E = 931.5 MeV, es decir, 1 u.m.a. libera 931'5 MeV. Por tanto, la energía liberada (B) en la formación de un núcleo será:B = defecto másico × 931 MeV.

Ahora bien, es más interesante calcular la energía de enlace por nucleón, y representarla frente al número másico A. La energía de enlace por nucleón se obtiene dividiendo la energía de enlace del núcleo por sus A nucleones, y es la energía necesaria para extraer del núcleo una de sus partículas constituyentes.

Si bien en los núcleos livianos se observa unaumento abrupto de la energía de enlace por nucleón frente al número másico A, a partir de A=10, la energía de enlace por nucleón es prácticamente constante.
El máximo corresponde a núcleos semipesados con A=62 (Fe, Co, Ni), donde las fuerzas de atracción serán máximas. El decrecimiento de la energía para A>60 se debe a la repulsión culombiana entre los protones cuyo número va aumentando y reducepor tanto la estabilidad de los núcleos. En los núcleos ligeros, cada nucleón es atraído por pocos nucleones, lo que también reduce su estabilidad.
A mayor energía de enlace nuclear más estable será el núcleo.






Un Poco de Historia
Cinco siglos antes de Cristo, los filósofos griegos se preguntaban si la materia podía ser dividida indefinidamente o si llegaría a un punto que talespartículas fueran indivisibles. Es así, como Demócrito formula la teoría de que la materia se compone de partículas indivisibles, a las que llamó átomos (del griego átomos, indivisible).
En 1803 el químico inglés John Dalton propone una nueva teoría sobre la constitución de la materia. Según Dalton toda la materia se podía dividir en dos grandes grupos: los elementos y los compuestos. Los...
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