la fisica nuclear

LA FISICA NUCLEAR
Los trabajos de Rutherfor y Bohr dejaron una imagen del átomo con un núcleo denso cargado positivamente y rodeado de electrones en distintos niveles de energía. El núcleo es el centro de un átomo también resulta afectado y contiene la mayor parte de la masa atómica.
NUCLEO ATOMICO
Toda la materia está compuesta de diferentes combinaciones de por lo menos tres partículas fundamentales: protones, neutrones y electrones por ejemplo: un átomo de Berilio consta de un núcleo que contiene cuatro protones y cinco neutrones. El hecho de que el Berilio sea eléctricamente neutro pone de manifiesto la necesidad de que el núcleo este rodeado por cuatro electrones.
Los experimentos acerca de la desviación que realizo Rutherfor demostrando que el núcleo corresponde tan solo aproximadamente la diezmilésima parte del diámetro del átomo.
Es necesario que reseñemos lo que se conoce como partículas fundamentales
Partículas Fundamentales
Partícula símbolo masa(kg) carga(c)
Electrón e 9.1x10’31 -1.6x10’19
Protón p 1.673x10’27 1.6x10’1
Neutrón n 1.675x10’27 0

Es evidente que si la repulsión electrostática de Coulomb se aplica al núcleo esta tiene que ser superada en el por una fuerza mucho mayor tanto esta fuerza mucho mas grande como la fuerza electrostática son inmensas comparadas con la fuerza gravitacional. Esta tercera fuerza se llama fuerza nuclear.

LOS ELEMENTOS



*El numero 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
UNIDAD DE MASA ATOMICA
Los científicos por lo general expresan las masas atómicas y nucleares en unidades de masa atómica ( u ).
Una unidad de masa atómica (1 u) es exactamente igual a un doceavo de la masa de la forma más abundante del átomo de carbón.

DECAIMIENTO RADIACTIVO
Alfa
La emisión de una partícula Alfa reduce el número de protones en el núcleo padre en dos y el número de nucleones en cuatro.
El termino designado aquí como energía resulta del hecho de que la energía en proceso de los productos es menor que la del átomo padre.
La diferencia en energía es extraída principalmente como una energía cinética impartida a la partícula alfa. La energía cinética de retroceso del átomo producido, con mucho mayor masa, es comparativamente más pequeña.
Las partículas o rayos alfa (α) son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio. Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva mientras que su masa es de 4.
Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros nucleídos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. Su capacidad de penetración es pequeña; en la atmósfera pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica, generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud recorrida. En general no pueden atravesar espesores de varias hojas de papel.
Una partícula beta (β) es un electrón que sale despedido de un suceso radiactivo. Por la ley de Fajans, si un átomo emite una partícula beta, su carga eléctrica aumenta en una unidad positiva y el número de masa no varía. Ello es debido a que la masa del electrón es despreciable frente a la masa total del átomo. En cambio, al ser emitida una carga negativa, el átomo queda con una carga positiva más, para compensar el total de la carga eléctrica, con lo cual el número de electrones disminuye. Este proceso es debido a la desintegración de un neutrón en un protón y un electrón (desintegración beta
La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto formada por fotones, producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia.
En general, los rayos gamma producidos en el espacio no llegan a la superficie de la Tierra, pues son absorbidos en la alta atmósfera.
REACCIONES NUCLEARES
En una reacción química los átomos de dos moléculas reaccionan para formar diferentes moléculas. En una reacción nuclear, los núcleos, la redacción o los nucleones chocan para formar diferentes núcleos, radiación y nucleones. Si los objetos que chocan están cargados, cuando menos una de las masas que chocan deben acelerarse hasta alcanzar una velocidad relativamente alta. En general, la partícula que se usa para bombardear es ligera, por ejemplo, un protón o una partícula alfa. Estos proyectiles nucleares se aceleran mediante diversos dispositivos, tales como generadores Van de Graaff, ciclotrones y aceleradores lineales.
En las reacciones nucleares que estudiaremos, se deben observar algunas leyes de conservación, principalmente: la conservación de la carga, la conservación de los nucleones y la conservación de la masa-energía.
CONCERVACION DE LA CARGA: La carga total de un sistema no puede ni aumentar ni disminuir en una reacción nuclear.
CONSERVACION DE NUCLEONES: El número total de nucleones en la interacción debe permanecer inalterado.
CONSERVACION DE LA MASA-ENERGIA: La masa-energía total de un sistema debe permanecer inalterada en una reacción nuclear.

PRINCIPIO DE COSMOLOGIA
La ciencia que estudia la estructura del universo es la cosmología. Los físicos, matemáticos y astrónomos que se dedican a interpretar todos los fenómenos observados y explican su origen y evolución son los cosmólogos.
Para analizar las propiedades del universo en su conjunto se realizan esquemas hipotéticos de cómo sería el universo bajo ciertas condiciones llamadas modelos cosmológicos; si esos modelos son válidos podrán identificarse a través de los datos observacionales.
Los modelos cosmológicos tienen en común el siguiente postulado: el universo debe verse de la misma manera, para un observador en cualquier lugar en que se encuentre lo que se define como "principio cosmológico". Se establece así la homogeneidad del espacio. Otro postulado, más ambicioso, dice que el universo debe parecer igual a todo observador, en cualquier punto y en cualquier época, se lo conoce como "principio cosmológico perfecto".
Es la teoría del estado estacionario del universo que se desarrolló a partir de estos postulados y dice lo siguiente: el universo debe verse idéntico desde cualquier lugar y no debe experimentar cambios en el tiempo.
Como hemos mencionado el corrimiento al rojo de las galaxias verifica que el universo se expande y, por lo tanto, aumenta de tamaño; ahora bien, si la teoría del estado estacionario es válida no podría explicar dicha expansión. Si se considera que la expansión se desarrolló a lo largo de un tiempo infinitamente largo, la materia del universo habría llegado a diluirse hasta el punto de que no quedaran galaxias para observar, a menos que se hayan ido formándose continuamente otras nuevas.
Este universo exige entonces la continua creación de materia (y/o de energía); en esas condiciones el ritmo de creación de materia debería ser tan alto como para ser detectado y hasta hoy, sin embargo, no se ha logrado ninguna evidencia al respecto. Esto hace dudar sobre un estado estaconario para el universo.