10 FÃsica Nuclear
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FSICA NUCLEAR Y DE
PARTCULAS
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DE QU ESTN HECHAS
LAS COSAS?
Quarks Neutrn Electrn
MATERIA ~ 10-9 m TOMO ~ 10-10 m NCLEO ~ 10-14 m NUCLEN ~ 10-15 m
Protn tomo
Rutherford encontr que el ncleo tiene un radio que es decenas
de miles de veces menor que el del tomo mismo.
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Propiedades de los ncleos
1. Los experimentos muestran que un ncleo se puede modelar
como una esfera de radio R que depende de la cantidad de
nucleones (neutrones y protones) presentes en el ncleo.
2. A la cantidad de nucleones se conoce como nmero nucletico
(tambin llamada nmero de masa).
3. La masa del neutrn y del protn son ambas aproximadamente
iguales a 1u. Donde u est en unidades de masa atmica
unificada.
ncleoundeRadioARR 3/10
mR 150 102.1 kgu 271066.11
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Densidad nuclear
El volumen de un ncleo es proporcional a A. As, todos los
ncleos tienen aproximadamente la misma densidad.
ncleoundeRadioARR 3/10
mR 150 102.1
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Ejemplo:
Determinar el radio, la masa aproximada y la densidad aproximada
del ncleo de la clase ms comn de hierro con un nmero de masa
de 56.
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Tabla peridica
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Nclidos e istopos 1. Ncleo: Protn y neutrn.
2. En un tomo neutro, el ncleo esta rodeado por un electrn por
cada protn que tenga.
3. La cantidad de protones en un ncleo es el nmero atmico Z.
4. La cantidad de neutrones es el nmero neutrnico o nmero de
neutrones N. Entonces:
5. A una sola especie nuclear que tenga valores especficos tanto
de Z como de N se le llama nclido o nucleido.
6. Los nclidos que tengan la misma Z pero distinto N, se llaman
istopos de ese elemento.
7. Diversos istopos de un elemento tienen propiedades diferentes:
puntos de fusin, ebullicin, etc.
masadeNmeroNZA
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Tabla de los Elementos
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Nclidos e istopos
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Neutrones
Tabla de
Istopos
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Spin de rotacin del Electron
El electrn gira en
su eje como la
tierra.
momento
Spin magntico
ms Electrones, protones y
neutrones son partculas
de spin -1/2 .
Los experimentos con estos giros de spin se conocen como
resonancia magntica nuclear. Es la base de la obtencin de
imgenes de resonancia magntica nuclear (medicina).
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Energa de enlace: Energa que se debe agregar a un ncleo para
separarlo en los protones y neutrones que lo conforman.
Fuerza nuclear: Fuerza que une protones y neutrones.(interaccin
fuerte).
Casi el 90% de los nclidos conocidos en la naturaleza no son
estables (radiactivos), cuando stos decaen y forman otros nclidos
suelen emitir partculas alfa y beta.
Partcula alfa: Es un ncleo 2HeFormada por dos protones y dos
neutrones es un ncleo estable. Su capacidad de penetracin es
pequea.
Partcula beta: Es un electrn que sale despedido de
una desintegracin beta. Si un tomo emite una partcula beta, su
carga elctrica aumenta en una unidad positiva y el nmero de masa
no vara. El electrn emitido proviene del ncleo del tomo
(transformacin entre quarks) y no de un orbital de ste.
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Radiactividad: Estructuras inestables que se desintegran para
formar otros nclidos, emitiendo radiacin electromagntica.
Partcula gamma: Constituida por fotones y generada por
elementos radiactivos, es un tipo de radiacin ionizante capaz de
penetrar en la materia ms profundamente que la radiacin alfa y
la beta. Energa 10keV y 5MeV.
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Partcula Alfa
Partcula Beta menos
(electrn)
Antineutrino
Partcula Beta ms
(positrn)
Neutrino
Rayo Gamma
(Fotn)
A, Z A, Z-1
A, Z+1
A-4, Z-2 A, Z
A, Z
A, Z A, Z
Radiacin
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QU ES CAPAZ DE ATRAVESAR LA RADIACIN?
ALFA
BETA
GAMMA
NEUTRN
Papel Cobre Hormign Plomo
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RADIACTIVIDAD NATURAL
Los elementos radiactivos
naturales se encuentran
distribuidos en forma
bastante uniforme en las
rocas y suelos de la corteza
terrestre, la cual est
constituida principalmente
por basalto y granito
Nucleo Smbolo Vida Media
Uranio-235 235U 7.04 x 108 aos
Uranio-238 238U 4.47 x 109 aos
Torio-232 232Th 1.41 x 1010 aos
Radio-226 226Ra 1.60 x 103 aos
Radn-222 222Rn 3.82 das
Potasio-40 40K 1.28 x 109 aos
Principales Radionucleidos