La física nuclear y el núcleo El núcleo
atómico Los elementos Unidad de masa atómica
Isótopos Defecto de masa y energía de enlace
Radiactividad Decaimiento radiactivo Vida media Reacciones
nucleares Fisión nuclear Reactores nucleares Fusión
nuclear
El núcleo atómico
Los elementos El número atómico Z de un elemento es
igual al número de protones que hay en el núcleo de
un átomo de ese elemento. El número de masa A de un
elemento es igual al número total de protones y neutrones
que hay en su núcleo.
La unidad de masa atómica Una unidad de masa
atómica (1 u) es exactamente igual a un doceavo de la masa
de la forma más abundante del átomo de carbono. 1 u
= 1.6606 x 10-27 kg
Isótopos Los isótopos son átomos que tienen
el mismo número atómico Z, pero diferentes
números de masa A. El espectómetro de masas se
utiliza para separar y estudiar los isótopos.
Defecto de masa y energía de enlace El defecto de masa se
define como la diferencia entre la masa en reposo de un
núcleo y la suma de las masas en reposo de 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 Existen tres formas principales de emisión
radiactiva del núcleo atómico: Partículas
alfa (a) Una partícula alfa es el núcleo de un
átomo de helio y consta de dos protones y dos neutrones.
Partículas beta (b) Una partícula b- es un
electrón de carga -e. Una partícula b+ o
positrón tiene la misma masa que un electrón, pero
con carga +e. Rayos gamma (g) Un rayo gamma es una onda
electromagnética de alta energía pero no tiene
carga ni masa.
Decaimiento radiactivo (Gp:) Emisión alfa (Gp:)
Emisión beta positiva (Gp:) Emisión beta negativa
La emisión gamma no afecta los números
atómico y de masa.
Vida media La vida media T1/2 de un isótopo radiactivo es
el lapso de tiempo en el que decae la mitad de sus núcleos
inestables. Un curie (Ci) es la actividad de material radiactivo
que decae con una rapidez de 3.7 x 1010 desintegraciones por
segundo. donde: N = número de núcleos remanentes N0
= número de núcleos iniciales R = actividad
remanente R0 = actividad inicial t = intervalo de tiempo T1/2 =
vida media del isótopo
Reacciones nucleares Conservación 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
permanece inalterado. Conservación de la
masa-energía: la masa-energía total permanece
inalterada en una reacción nuclear. En las reacciones
nucleares se deben observar varias leyes de
conservación:
Fisión nuclear La fisión nuclear es el proceso por
el cual los núcleos pesados se dividen en dos o más
núcleos de números de masa intermedios.
Reactores nucleares Un reactor nuclear es un dispositivo que
controla la fisión nuclear de material radiactivo,
produciendo nuevas sustancias radiactivas y grandes cantidades de
energía.
Fusión nuclear Fusión nuclear es la unión de
núcleos ligeros para formar un solo núcleo pesado.
La unión de nucleones produce una disminución en la
masa (defecto de masa) y en la energía. Debido a que la
energía debe conservarse, una pérdida de
energía en el sistema nuclear significa una
liberación de energía fuera del sistema.
Conceptos clave Fuerza nuclear Nucleón Número
atómico Número de masa Unidad de masa
atómica Isotópos Espectómetro de masas
Defecto de masa Energía de enlace Radiactividad
Partículas alfa Partículas beta Partículas
gamma Vida media Actividad curie Fisión nuclear
Reacción en cadena Reactor nuclear Fusión nuclear
Moderador
Resumen de ecuaciones 1 u = 1.6606 x 10-27 kg