sintesis de fisica

La física nuclear y el núcleo ♥

La tecnología nuclear se a desarrollado enormemente desde sus inicios, a principios de la década de 1940, “el núcleo es el centro de un átomo y contiene la mayor parte de la masa atómica”.


El núcleo atómico ♥
Toda la materia esta compuesta de diferentes combinaciones de por lo menos 3 partículas fundamentales:
Protones, Neutrones y Electrones. El electrón tiene una masa de 9.1x10´-31kg y una carga de e=-1.6x10´-19.
El protón es el núcleo de un átomo de hidrogeno. Tiene una masa de 1.673x10´-27 kg y una carga positiva igual en magnitud a la carga de un electrón.
El neutrón esta presente en el núcleo de los átomos con excepción del hidrogeno. Tiene una masa de 1.675x10´-27 kg.
El núcleo tiene también un diámetro aproximado de 3FM, para comprender claramente los eventos atómicos y nudares, es preciso adoptar una nueva forma de pensar. Por ejemplo; se puede preguntar porque se mantiene unido el núcleo. Es evidente que si la repulsión electroestática, son inmensas, se aplica al núcleo. Esta tiene que ser superada con una fuerza mayor. A eso se le llama fuerza nuclear.


Los elementos ♥
Se han hecho múltiples intentos de organizar los diferentes elementos, de acuerdo con sus respectivas propiedades químicas o físicas. El agrupamiento moderno de los elementos se le conoce como tabla periódica.
A cada elemento se le asigna un número distinto de los demás:
Hidrogeno (1). Helio (4) y el oxigeno (8).
Estos números son iguales al número de protones que hay en el núcleo de ese elemento.
El número recibe el símbolo z y se llama número al átomo.
El numero atómico z de un elemento es igual al número de protones y neutrones k hay en su núcleo.


La unidad de masa atómica ♥

Una unidad de masa atómica es exactamente igual al 1/12 de masa de la formula mas abundante del átomo de carbono.
La unidad de masa atómica es igual 1u=1.66x10´-27 kg.
En nuestro estudio de física nuclear será útil recordar las masas siguientes expresadas en unidades atómicas.
Masa del protón mp=1.007276u
Masa del neutrón mN=1.008665u
Masa del electrón me=0.00000551.


Isotopos ♥

Es posible que dos átomos del mismo elemento tengan un núcleo que contiene diferente número de neutrones. Este tipo de átomos se llaman isotopos.
Los isotopos son átomos que tienen el mismo número atómico z pero diferentes números de masa A.
La comprobación experimental de la existencia de isotopos se realiza con un experimento de masa. El experimento de masa se utiliza para separar y estudiar los isotopos. La mayoría de los elementos están formados en realidad por mezclas de átomos con diferentes números de masas.


Defecto de masa y energía de enlace ♥

Un hecho sorprendente es que en espectrometro de masa es que la masa de un núcleo no es exactamente igual a la suma de la masa de sus nucleones. La masa atómica se busca en la tabla periódica y es de y.0026 u.
La masa de las partes (y.00330uj) es aparentemente mayor de la masa del átomo y.0026uj.
M_m =4.0330u -4.00260 =0.0304 u
Cuando se unen los protones y los neutrones para formar un núcleo de helio, la masa disminuye durante el proceso. Ha esto se le llama defecto de masa.
Defecto de masa: es la diferencia entre la masa en reposo de un núcleo y las sumas de las masas en reposo de los nucleones que lo forman.
- Cuando 2 protones y 2 neutrones se fusionan para formar un núcleo de helio se libera energía se requiere para separar el núcleo en los nucleones que lo forman
La energía de enlace de un núcleo se define como la energía requerida para separar un núcleo en los nucleones que lo forman “Radiactividad”
La intensa fuerza nuclear mantiene los nucleones unidos al núcleo logra superar las fuerzas de repulsión de coulom que ejerce los protones
El equilibrio de fuerzas no siempre se conserva y algunas veces ciertas partículas o fotones son emitidos desde el núcleo de los átomos.
Existen 3 formas principales de emisión radioactiva del núcleo atómico:
Partículas alfa:
Una partícula alfa es un átomo de helio y consta de 2 protones y 2 neutrones, tiene una carga t2e y una masa 4.0015060.
Partículas beta:
Hay dos clases de partícula beta la negativa indicada con el signo (B-) y la partícula beta positiva B (+).
Masa 0.000550.
La beta positiva tiene la misma masa que un electrón.
-Rayos gama:
Es una onda electromagnética de alta energía semejante al calor y a la luz pero de una frecuencia mayor.
-No tienen carga o masa en reposo y representa la radiación mas penetrante emiida por elementos radioactivos.


Decaimiento radioactivo ♥
La emisión de una partícula alfa reduce el número de nucléolos en 4.
En ambos tipos de emisión beta la maya parte de la energía cinética es compartida por la partícula beta.



Vida medica ♥
Un material radioactivo emite radiación hasta que todos los átomos inestables del mismo han decaído, la curva de decaimiento radioactivo muestra la vida media como el tiempo T1/2requerido para que decaigan a la mitad de los núcleos inestables.
El tiempo que tarda según la curva en caer asta la mitad de su valor original es diferente para cada isotopo radioactivo y se llama vida media.
La vida media T1/2 de un isotopo radioactivo es el lapso en el que decae la mitad de sus núcleos inestables.


Radiaciones nucleares ♥
Los núcleos, la radiación o los nucleones chocan para formar diferentes núcleos, radiación y nucleones.
Conversión de la carga: la carga total de un sistema no puede aumentar ni disminuir en una reacción nuclear.
-conservación de nucleones: el número total de nucleones en la interacción debe permanecer inalterado.
-conservación de la masa – energía.
La masa-energía total de un sistema debe permanecer inalterada en una reacción nuclear.


Fisión nuclear ♥
La absorción de un neutrón que ingresa origina que un núcleo se divida en 2 núcleos mas pequeños la reacción se denomina “fisión nuclear” y los núcleos producidos se llaman pigmentos de fisión.
La fisión nuclear es el proceso por el cual los núcleos pesados se dividen en 20 mas núcleos de números de masa intermedio.


Reactores nucleares ♥
Es un dispositivo que control la fisión nuclear del material radioactivo produciendo nuevas sustancias radioactivas y grandes cantidades de energía.
El combustible fisionable que se usa en la mayoría de los reactores depende de la disponibilidad de neutrones lentos son aptos para producir el proceso de fisión.


“fusión nuclear” ♥
El defecto de masa se calcula 28,3me y la energía liberada en la formación 4 2he a partir de sus nucleones a esta unión se le denomina fusión nuclear.