Introducción
El estudio del núcleo atómico y sus
transformaciones, es tarea de la química nuclear. En las
reacciones químicas comunes, se suceden cambios en los
electrones externos de los átomos que participan,
generando como resultado una molécula con propiedades
diferentes a las de los átomos que le dieron origen. En
las reacciones nucleares estudiadas por la química
nuclear, el núcleo atómico se afecta en tal grado
que el resultado es originar una nueva especie
atómica.
En el presente trabajo, pretendemos mostrar una
hipótesis acerca de la naturaleza del núcleo
atómico tratando de explicar los fenómenos que se
suceden al interior del mismo. Naturaleza que sigue siendo un
misterio para la ciencia; pese a la existencia de una gran
cantidad de información acerca del comportamiento de los
núcleos, su síntesis, su composición, su
energía y su liberación de energía. Con todo
esto, aun no se sabe con claridad el tipo de energía o la
verdadera naturaleza de la energía que mantiene compactos
a los núcleos estables.
Basados en la información que hoy conocemos
acerca del comportamiento del núcleo atómico, de su
energía, de su composición y otros aspectos
ampliamente difundidos por la ciencia moderna y sus exponentes,
realizamos un análisis que nos permite lanzar una
hipótesis para tratar de contribuir al adelanto de los
estudios en este área y comprender mejor al núcleo
atómico y su comportamiento.
Descripción
EL NUCLEO ATÓMICO
Es importante recordar que el núcleo
atómico es una pequeña porción del
átomo con un diámetro de 10-13 cm, está
compuesto por Z protones y A – Z (A menos Z) neutrones;
siendo Z el número atómico y A el número
másico (o número de masa). "Una especie nuclear en
particular se denomina núclido" (Tipler y Mosca, 2005).
Las partículas que integran al núclido se denominan
nucleones. "Una amplia variedad de experimentos sugieren que la
mayor parte de los núcleos son aproximadamente
esféricos" (Tipler y Mosca, 2005).
NUCLEOS ESTABLES E INESTABLES
"La inestabilidad nuclear se manifiesta por la
desintegración espontánea del núcleo, dando
origen a un nuevo estado nuclear" (Ferrer S. Antonio, 2003). Un
núcleo se considera estable si no sufre cambio
espontáneamente para convertirse en otro núclido o
se transforma tan lentamente que su cambio no puede detectarse.
Cuando se transforman espontáneamente y con gran rapidez
en otros núclidos se les considera muy inestables; pero
cuando se transforman a menor velocidad, se les puede considerar
como moderadamente inestables.
La estabilidad nuclear puede verse afectada por varios
factores. Uno de estos factores es la relación de
neutrones a protones. "Puesto que las cargas iguales se repelen
mutuamente, quizá parezca sorprendente que un gran
número de protones pueda residir dentro del reducido
volumen del núcleo" (Brown, Bursten and Burdge, 2004). Se
cree que entre los nucleones existe una fuerza de
atracción llamada interacción nuclear fuerte en la
que participan los neutrones. "Cuantos más protones se
encuentren empaquetados, mas neutrones se requieren para
mantenerlos unidos" (Brown, Bursten and Burdge, 2004). Es sabido
que los átomos con número atómico
pequeño (Z = 20) tiene aproximadamente el mismo
número de protones que de neutrones; pero en los de
número atómico mayor, el número de neutrones
sobrepasa el número de protones, con lo que se ha
concluido que la relación neutrones a protones, en
núcleos estables, aumenta con el número
atómico, como se muestra en el gráfico del anexo
1.
Se ha determinado que en "los núcleos con 2, 8,
20, 28, 50 u 82 protones o con 2, 8, 20, 28,50, 82 o 126
neutrones, son generalmente más estables que los
núcleos que no contienen estos números de
nucleones" (Brown, Bursten and Burdge, 2004). Es así como
se asocia cierta estabilidad de los núcleos con los
llamados números mágicos. Esta observación
fundamenta el modelo de capas del núcleo, el cual plantea
que los nucleones se organizan en el núcleo en capas
análogas a la estructura de capas o de niveles de
energía de los electrones en el átomo. Siendo los
números mágicos el número máximo de
nucleones en cada capa del núcleo.
También se ha observado una estabilidad
relacionada con números pares de protones y de neutrones.
"Los núcleos con números pares de protones y de
neutrones son generalmente más estables que los que tiene
números impares de nucleones" (Brown, Bursten and Burdge,
2004). Esta situación puede ser un indicio de que los
nucleones sufren algún tipo de apareamiento, como el que
sucede con los electrones que forman enlaces
covalentes.
TIPOS DE REACCIONES NUCLEARES
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