Resumen

Importante

Las partículas elementales principales constituyentes de un átomo:

Partícula
Carga (C)
Masa (kg)
Electrón
-1.6 10-19
9.1 10-31
Protón
1.6 10-19
 1.6748 10-27
Neutrón
0
1.6725 10-27

Y recuerda:

  • Al número de protones que hay en un núcleo atómico se le llama número atómico Z.
  • A la suma del número de protones (Z) y neutrones (N) de un núcleo se le llama número másico A. Obviamente A=Z+N

Importante

Podemos definir la radiactividad natural como el fenómeno de emisión espontánea de radiación que presentan determinadas sustancias. Cuando el fenómeno no es espontáneo, sino inducido por alguna reacción nuclear, hablamos de radiactividad artificial.

Esta radiación procede de los núcleos de los átomos y puede ser de tres tipos:

radiaciones

 

  1. Radiación alfa (α): radiación material formada por núcleos de Helio (partículas alfa), poseen carga positiva (Qα=+2e) y su masa es Mα=2mp+2mn. 
  2. Radiación beta (β): radiación material formada por electrones. 
  3. Radiación gamma (γ): Es una radiación electromagnética de frecuencia muy alta.

Importante

Leyes de Soddy y Fajans

1ª ley: Cuando un núcleo emite una partícula se transforma en otro cuyo número atómico ha disminuido en dos unidades y el número másico en cuatro. 1- Soddy-Fajans

2ª ley: Cuando un núcleo emite una partícula β se transforma en otro cuyo número atómico es una unidad mayor y el número másico permanece invariable. 2 - ley de Soddy-Fajans 

3ª ley: La emisión de radiación gamma no modifica los números del núcleo padre. El núcleo emisor pasa de un estado excitado a otro más estable: Soddy-Fajans

Importante

 Interacciones fundamentales
Fuerza gravitatoria Fuerza electromagnética

gravitación

 
  • Se ejerce entre dos partículas cualesquiera con masa
  • Siempre es atractiva
  • Es la más débil de las cuatro, pero es la de mayor alcance 
  • Sólo es apreciable cuando uno de los cuerpos tiene una gran masa, como un planeta o un astro

Circuito

 
  • Se ejerce entre partículas cualesquiera con carga eléctrica
  • Puede ser atractiva o repulsiva
  • Es de mayor intensidad que la fuerza gravitatoria, y a distancias superiores a 10-15 m, supera a la nuclear fuerte
Interacción fuerte Interacción débil

Reacción nuclear

 
  • Es la responsable de la cohesión del núcleo. Actúa entre protones, entre neutrones y entre protones y neutrones
  • Es de corto alcance (sólo actúa en el ámbito del núcleo, unos pocos Fermios: 10 -15 m)
  • Es muy intensa a distancias del orden de 10-15 m
  • Para distancias menores de 1 Fermio la fuerza atractiva se vuelve repulsiva. Esto es lo que impide que la materia se aplaste totalmente (se colapsen los núcleos)

desintegración beta

 
  • Es responsable de la desintegración β de algunos núcleos inestables
  • Es más débil que la nuclear fuerte o la gravitatoria, aunque a distancias nucleares es más intensa que la gravitatoria
  • De muy corto alcance, prácticamente nula a distancias superiores a 10-17 m

Importante

Se llama período de semidesintegración (T) al tiempo que tarda una muestra radiactiva en reducirse a la mitad por desintegración de la otra mitad (tiempo que tardan los N0 núcleos en reducirse hasta N0/2)

Al número de desintegraciones que se producen por unidad de tiempo se le llama actividad radiactiva (A). En el SI se mide en Bequerel (Bq) y se puede calcular simplemente multiplicando la constante de desintegración por el número de núcleos en cada instante.

actividad       

Se define la vida media (τ) como el promedio del tiempo que tarda el núcleo de una muestra en desintegrarse:

Importante

La energía de enlace nuclear se define como la energía que mantiene unidos a los nucleones, y que podemos identificarla con la energía que se desprende en el proceso de formación de un núcleo.

Para calcular esta energía, debes saber que en el proceso de formación de un núcleo siempre hay una pérdida de masa, llamada defecto de masa Δm. A ese defecto de masa le corresponde una energía que, de acuerdo con la fórmula de Einstein, vale:

energía de enlace nuclear

 El defecto de masa se puede calcular restando la masa que teóricamente debe tener el núcleo a la masa que se mide experimentalmente del mismo.

defecto de masa

Importante

Actividad

En todas las reacciones nucleares, se conserva:

  1. La masa-energía
  2. La carga
  3. El momento lineal (o cantidad de movimiento)
  4. El número de nucleones

La conservación de la carga la puedes comprobar a simple vista notando que la suma de los números inferiores es la misma a la izquierda y derecha de la reacción.

La conservación del número de nucleones implica que las sumas de los números superiores a izquierda y derecha de la reacción también deben coincidir.