La física nuclear y el núcleo
La tecnología nuclear se ha desarrollado enormemente desde sus inicios a principios de la década en 1940. El estudio del núcleo atómico era un era de estudio reservado sobre todo los físicos, pero en la actualidad es raro encontrar a alguien que no haya tenido alguna relación con aspecto de la ciencia nuclear.
El núcleo atómico.
La materia está compuesta de tres partículas fundamentales:
· Protones
· Neutrones
· Electrones.
Los experimentos acerca de la desviación que realiza Ruterford demostraro que el núcleo contiene la mayor parte de la masa de un atomo y el nucleo correspondiente solo aproximadamente la dies milesima parte del diametro del atomo.
Los elementos.
El agrupamiento moderno de los elementos se conoce como tabla periodica. A cada elemento se le asigna un numero, estos numeros son iguales a el numero de protones que hay en erl nucleo de ese elemento. El numero recibe el simbolo z ny se llama nucelo atomico.
El numero de masa A de un elemento es igual al numero total de protones y neutrones que hay en su nucleo.
La unidad de masa atomica.
Los cientificos expresan las masas atomicas nucleares en unidades de masa atomica.
Una unidad de masa atomica (10) es exactamente igual a un doseabo de la masa de la forma mas abundante del atomo de carbono.
En el estudio de la fisica nuclear sera util recordar las masas siguientes expresadas
–masa de proton: mp=1.007270
-masa de neutron: mn = 1.0086650
-masa de electron: me= 0.000550
Isotopo
Es psible que dos atomos de un mismo elemento tengan un nucleo que contenga diferentes numeros de electrones, se les llama isotopos.
Los isotopos son unos atomos que contienen el mismo numero atomico Z pero diferentes numero de masas A.
Defecto de masa y energía de masa.
El efecto de masa se define como la diferencia entre la masa reposo de un nucleo a la suma de las masas en reposo de los nuecleones que lo forman.
La energia de enlase del nuecleo se define como la energia requerida para separa un nucleo en los nucleones que lo forman.
Radioactividad
Se dice que los nucleos inestables son remetidos y tiene una propiedad que se conoce como radioactividad.
Todos los elementos que su estado natural tiene numeros atomicos mayores que 83 son radioactivos.
Existen 3 formas principales de emision radioactiva del nucleo atomico:
1. Particulas alfa: es el nucleo de un atomo de hieloy consta de dos protones y dos neutrones ,tiene una craga de mas 2 ey una masa de 4.001506 u.
2. Las particulas beta (b) hay dos clases, la particula beta negativa (B) y la positiva(B+). La negativa es simplemente un elctron de carga y una masa = a 0.00055u, un abeta positiva llamada prositrom tiene la misma masa que un electron pero carga puesta (te)
3. Rayos gamma: (Y) es una onda electromagnetica de alta energia semejante a el calor y a la luz pero de una frecuencia mayor.
De calentamiento radioactivo.
La emision de unaparticula alfa reduce el nuemro de protones en el nucleo padre en 2 y el numeor de nucleones en 4.
El termino designado y como energia resulta del hecho de que la energia en reposo que los producos es menor qu la del atomo padre a diferencia en energia es extraida principalmente como una energia sinetica invertida particula alfa. La energia sinetica de retroseso del atomo producido, con mucho mayor masa es comparativamente mas pequeña.
La cosmología física
La cosmología física, es la rama de la astrofísica, que estudia la estructura a gran escala y la dinámica del Universo. En particular, trata de responder las preguntas acerca del origen, la evolución y el destino del Universo.
La cosmología física, tal y como se comprende actualmente, comienza en el siglo XX con el desarrollo de la Teoría general de la relatividad de Albert Einstein y la mejora en las observaciones astronómicas de objetos extremadamente distantes. Estos avances hicieron posible pasar de la especulación a la búsqueda científica de los orígenes del universo y permitió a los científicos establecer la Teoría del Big Bang que se ha convertido en el modelo estándar mayoritariamente aceptado por los cosmólogos debido a el amplio rango de fenómenos que abarca y a las evidencias observacionales que lo apoyan, aunque todavía existe una minoría de investigadores que presenten otros puntos de vista basados en alguno de los modelos cosmológicos alternativos.
La cosmología física trata de entender las grandes estructuras del universo en el presente (galaxias,agrupaciones galácticas y supercúmulos), utilizar los objetos más distantes y energéticos (quásares, supernovas y GRBs) para entender la evolución del universo y estudiar los fenómenos ocurridos en el universo primigenio cerca de la singularidad inicial (inflación cósmica, nucleosíntesis primordial y Radiación de fondo de microondas).
Vida nuclear
Un materia radiactivo continua emitiendo radiaciones hasta que todo los átomos inestables del mismo han de caído, el numero de núcleos inestables que dedican cada segundo se puede predecir para un hisopo determinado un curie (ci) es la actividad de un material radiactivo que decaen con una rapidez de 3.7*10 10 desintegraciones por segundos el tiempo que tarada según la curva, en caer hasta la mitad de su valor original es diferente para cada hisopo radiactivo y se le llama vida media.
La vida media T ½ de un hisopo radiactivo es el lapso en el que decaen la mitad he sus núcleos inestables.
Radiaciones nucleares
En una reacción nuclea, los nucléolos la radiación los nucleones, para formar diferentes núcleos radiaciones y nucleones .
Conservación de la carga; la carga total de un sistema no puede mi aumentar ni disminuir en una reacción nuclear.
Conservaciones de un núcleo: el número total de nucleones e la integración debe permanecer inalterada.
Conservación de la masa /energía: la masa/energía total en un sistema debe permanecer inalterada en una reacción nuclear.
Función nuclear
Siempre que la apropian de un neutrón de ingreso original que un núcleo se divida en dos nucleas más pequeños. la reacción se denomina fusión nuclear los nucleas producidos se llaman fragmentos de fusión.
Reactores nucleares
Es un dispositivo que controla la fusión nuclear de un material radiactivo produciendo 2 nuevas eutanasias radiactivas y grandes cantidades de energía. Estos dispositivos se en empelan para suministrar calor capaz de generar energía electica como medio de propulsión y en proceso industriales para producir de nuevos elementos o materiales radioactivos que tienen numerosas aplicaciones y para proporcionar neutrones con el fin de utilizarlos en la experimentación científica.
Los componentes de un reactor son:
- un núcleo para el combustible nuclear
Un moderador para producir la vellosidad de lo neutrones rápidos las barras de control para reforzar ele poseso de fusión un intercambiador de control para extraer el calor generado por el núcleo y un generador para evitar la salida de radiació .
Fusión nuclear
A la unión de núcleos ligeros para formar un solo núcleo pesado se le denomina fusión nuclear este es el proceso que proporciona el combustible para las estrellas como nuestro propio sol , y está bien el principio en el que está basada la bomba de hidrogeno .
El uno de la fusión nuclear como una fuente controlada de energía presenta todavía muchos problemas.
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