SlideShare una empresa de Scribd logo
Propiedades de los núcleos
y radiación radiactiva
M. Tantaquispe C.
2023
M. Tantaquispe C. 2
Los núcleos atómicos pueden dividirse en dos clases: estables y radiactivos. Los núcleos estables, permanecen sin
cambios durante períodos de tiempo infinito, mientras los núcleos radiactivos sufren transformaciones espontáneas.
Las características básicas de un núcleo estable son: número de masa 𝑨, carga eléctrica 𝑍, masa 𝑀, radio 𝑅, espín 𝐼, momento
magnético 𝜇 , momento cuadrupolar eléctrico 𝑄, espín isotópico 𝑇 y paridad 𝑃 de la función de onda.
Los núcleos radiactivos son caracterizados por el tipo de transformación radiactiva (Alpha, beta, fisión espontánea,
etc.), vida media 𝑇1/2, energía de las partículas emitidas, etc.
El núcleo de un átomo puede estar en varios estados energía. El estado con la menor energía es denominado estado
fundamental, mientras que el resto de estados se les denomina estado excitado. El estado fundamental de un núcleo
estable es estacionario. Los estados excitados de algunos núcleos (incluyendo núcleos estables) son no estacionarios
(sufren transiciones gamma, etc.).
2023
M. Tantaquispe C. 3
La característica mencionada anteriormente se puede atribuir tanto al estado fundamental como a cualquier estado de
energía excitada de un núcleo. En términos generales, sus valores, sus valores son diferentes para diferentes estados
(excepto 𝐴 y 𝑍 que tienen los mismos valores para todos los estados de energía de un núcleo). Si las características de un
núcleo se dan sin mencionar el estado al que corresponde, generalmente se entiende por el estado fundamental.
En el caso ideal, la información completa de un núcleo debe describir la estructura y las características de todos sus
posibles estados excitados(niveles), los métodos y las probabilidades de transición nuclear y propiedades de partículas
emitidas, las secciones transversales y la naturaleza de las interacciones del núcleo con otros núcleos y partículas
elementales, etc.
En lo que sigue, se considera el estado fundamental de los núcleos; luego se describe la estructura y propiedades de
estados excitados.
2023
M. Tantaquispe C. 4
Número de masa 𝑨 y carga eléctrica 𝒁 de los núcleos atómicos
El número de masa 𝐴 de un núcleo está determinado por su número de nucleones (protones y neutrones). El
número total de nucleones en una reacción nuclear ordinaria (que no implique la creación de antipartículas)
permanece inalterable (es la ley de conservación del número de nucleones). Por lo tanto, el número de masa total en
cada proceso nuclear se conserva.
Una generalización para partículas y antipartículas está rígido por la ley de la carga bariónica.
La carga eléctrica 𝒁 de un núcleo atómico está definido por su número de protones (coincide el número de
electrones en las capas atómicas. Este número coincide con el número atómico de los elementos en la Tabla
Periódica. La carga determina las propiedades químicas de todos los isótopos de un elemento dado.
2023
M. Tantaquispe C. 5
La carga nuclear 𝑍 y el número de masa 𝐴, nos permite calcular el número de neutrones 𝐴 − 𝑍 en el núcleo.
Núcleos Isóbaros: igual 𝐴
Núcleos Isótopos: igual 𝑍
Núcleos Isótonos: igual N
𝑀(𝑍
𝐴
𝑋) 𝑀𝑎𝑡(𝑍
𝐴
𝑋)
Masa y energía. Unidades de medición
1 𝑢𝑚𝑎 =
1
12
12
𝑁𝐴
=
1
6,022𝑥1023 = 1,66 𝑥 10−24
𝑔 = 1,66 𝑥 10−27
𝑘𝑔
𝐸 = 𝑀𝑐2
2023
M. Tantaquispe C. 6
Para 1 g de masa:
𝐸 = 1𝑔 𝑥 3 𝑥 1010𝑐𝑚/𝑠 2 = 9 𝑥 1020𝑒𝑟𝑔. = 9 𝑥 1013𝐽
La energía total para una partícula en movimiento:
𝐸 = 𝑀𝑜𝑐2 + 𝑇
La masa de la partícula se incrementa en 𝑇/𝑐2 , entonces será igual a
𝑀 = 𝑀𝑜 + 𝑇/𝑐2
Denominada masa relativista de la partícula.
2023
M. Tantaquispe C. 7
Es decir,
M= 𝑀𝑜 +
𝑇
𝑐2 = 𝑀𝑜𝛾 = 𝑀𝑜/ 1 − 𝛽2, 𝛽 = 𝑣/𝑐
Para la energía cinética relativista:
𝑇 = 𝐸 − 𝑀𝑜𝑐2
= 𝑀𝑜𝑐2
𝛾 − 1
Si 𝛽 ≪ 1 𝑣 ≪ 𝑐 , esta expresión se convierte en la fórmula clásica de la energía cinética
𝑇 =
𝑀𝑜𝑣2
2
2023
M. Tantaquispe C. 8
También, la relación entre la energía total y la energía de reposo puede expresarse más convenientemente en la
forma
𝐸 = 𝑀𝑜
2
𝑐4 + 𝑝2𝑐2
Y el momentum relativista de la partícula
𝑝 = 𝑀𝑣 =
𝑀𝑜𝛽𝑐
1 − 𝛽2
= 𝑀𝑜𝛽𝑐𝛾
Esta última expresión se obtiene una expresión conveniente para la velocidad
𝛽 = 𝑝𝑐/𝐸
2023
M. Tantaquispe C. 9
Así, se obtiene la relación entre la energía cinética 𝑇 y el momentum 𝑝 en mecánica relativista:
𝑇 2𝑀𝑜𝑐2
+ 𝑇 = 𝑝2
𝑐2
Si la energía cinética de la partícula es pequeña en comparación con la energía de reposo, esta fórmula se
transforma a la forma clásica de la energía cinética
𝑇 =
𝑝2
2𝑀𝑜
El estado fundamental corresponde al estado de valor más bajo de energía y de masa de reposo. La diferencia
𝑊 entre la energía 𝐸𝑜
′ de un estado excitado y la energía de reposo 𝐸𝑜 del estado fundamental, se denomina
energía de excitación del núcleo:
2023
M. Tantaquispe C. 10
𝑊 = 𝐸𝑜
′
− 𝐸𝑜
La masa de reposo del núcleo en el estado excitado es mayor que la masa del núcleo en estado fundamental por
∆𝑀𝑜 =
𝑊
𝑐2
La energía de reposo (masa) del núcleo es independiente del estado de movimiento del núcleo.
En las interacciones mutuas de los núcleos(reacciones nucleares), la energía total 𝐸 de las partículas que
interaccionan se conserva. Así, por ejemplo, si la interacción de las partículas 𝐴 y 𝐵 conducen a la formación de
las partículas 𝐶 y 𝐷:
𝐴 + 𝐵 → 𝐶 + 𝐷
2023
M. Tantaquispe C. 11
Las siguientes ecuaciones de balance de energía deben cumplirse:
𝐸 = 𝐸01 + 𝑇1 = 𝐸02 + 𝑇2 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
Donde 𝐸01 = 𝑀𝐴 + 𝑀𝐵 𝑐2 y 𝑇1 = 𝑇𝐴 + 𝑇𝐵; 𝐸02 = 𝑀𝐶 + 𝑀𝐷 𝑐2 y 𝑇2 = 𝑇𝐶 + 𝑇𝐷
La cantidad
𝑄 = 𝐸01 − 𝐸02 = 𝑇2 − 𝑇1
Se denomina la energía de reacción.
Si 𝑄 > 0 : en la reacción nuclear se transformó una cierta fracción de la energía de
reposo en energía cinética.
Si 𝑄 < 0 : en este caso, una parte de la energía cinética se transforma en energía de
reposo.
En ambos casos, la masa de las partículas que participan en la reacción nuclear sufre un
cambio.
2023
M. Tantaquispe C. 12
Unidades de energía empleadas en física nuclear:
1 𝑒𝑉 = 1,6 𝑥 10−19𝐽
1 𝑘𝑒𝑉 = 103𝑒𝑉
1 𝑀𝑒𝑉 = 106𝑒𝑉
1 𝐺𝑒𝑉 = 109𝑒𝑉
𝐸𝑢𝑚𝑎 = 1,66 𝑥 10−27 3 𝑥 108 2 = 1,494 𝑥 10−10𝐽 =931,5MeV
𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏𝒕𝒖𝒎 𝒍𝒊𝒏𝒆𝒂𝒍 = 𝑴𝒆𝑽/𝒄
𝒎𝒂𝒔𝒂 = 𝑴𝒆𝑽/𝒄𝟐
2023
M. Tantaquispe C. 13
Métodos de medición de la masa nuclear
1. Espectrómetro de masas
2. Análisis de balance de energía en reacciones nucleares
3. Balance del decaimiento Alpha
4. Balance del decaimiento beta
5. Espectroscopia de microondas
6. Masa del neutrón
2023
M. Tantaquispe C. 14
Energía de ligadura.- estabilidad nuclear
La masa de un núcleo (o átomo) es inferior a la suma de las masas de sus constituyentes (nucleones), porque parte de
la masa es utilizada como energía de ligadura.
∆𝑊 = 𝑍𝑚𝑝 + 𝐴 − 𝑍 𝑚𝑛 − 𝑀(𝐴, 𝑍) 𝑐2
Las masas atómicas difiere de la masa nuclear por una cantidad igual a la masa de 𝑍 electrones, entonces:
∆𝑊 = 𝑍𝑀𝑎𝑡(1
1
𝐻) + 𝐴 − 𝑍 𝑚𝑛 − 𝑀𝑎𝑡(𝐴, 𝑍) 𝑐2
∆𝑊 = 𝑍𝑀𝑎𝑡 1
1
𝐻 + 𝐴 − 𝑍 𝑚𝑛 − 𝑀𝑎𝑡 𝐴, 𝑍 𝑥931,5 𝑀𝑒𝑉
2023
M. Tantaquispe C. 15
Calcular la energía de ligadura para los núcleos (en 𝑀𝑒𝑉):
∆𝑊(16
32
𝑆) ≅ 272 ∆𝑊( 8
16
𝑂) ≅ 128
∆𝑊( 6
12
𝐶) ≅ 92 ∆𝑊(2
4
𝐻𝑒) ≅ 28
𝑀𝑎𝑡(1
1
𝐻) = 1,007825 𝑢𝑚𝑎 𝑚𝑛 = 1,008665 𝑢𝑚𝑎
2023
M. Tantaquispe C. 16
Energía de ligadura 𝜺 por nucleón.- superficie de energía
La energía de ligadura dividido por el número de masa 𝐴 es denominado la energía de ligadura específica de un nucleón
en el núcleo o la energía de ligadura por nucleón.
𝜀 = ∆𝑊 𝐴 𝑀𝑒𝑉 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒ó𝑛
2023
M. Tantaquispe C. 17
2023
M. Tantaquispe C. 18

Más contenido relacionado

Similar a Propiedades de los núcleos y radiación radiactiva.pptx

Antomos
AntomosAntomos
2º Bachillerato: Interaccion Nuclear
2º Bachillerato: Interaccion Nuclear2º Bachillerato: Interaccion Nuclear
2º Bachillerato: Interaccion Nuclear
Domingo Baquero
 
Energìa Nuclear I
Energìa Nuclear IEnergìa Nuclear I
Energìa Nuclear I
guest3fe2ae
 
Preguntas teoria selectividad
Preguntas teoria selectividadPreguntas teoria selectividad
Preguntas teoria selectividad
Alberto Gonzalez Isorna
 
Física de Reactores Universidad Nacional San Martín
Física de Reactores Universidad Nacional San MartínFísica de Reactores Universidad Nacional San Martín
Física de Reactores Universidad Nacional San Martín
juanranieri1
 
FÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEARFÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEARFÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEAR
Ana Góngora
 
Reactor nuclear.pdf
Reactor nuclear.pdfReactor nuclear.pdf
Reactor nuclear.pdf
Alfredo Daniel Schmidt
 
Atomo y estructura cristalina ciencias de los materiales
Atomo y estructura cristalina ciencias de los materialesAtomo y estructura cristalina ciencias de los materiales
Atomo y estructura cristalina ciencias de los materiales
lokillo24397
 
Trabajo de química 5 año
Trabajo de química 5 añoTrabajo de química 5 año
Trabajo de química 5 año
Gabriel Gauto
 
Radioactividad
RadioactividadRadioactividad
Radioactividad
Erick Zsc
 
Trabajo de atomos y estructura cristalina
Trabajo de atomos y estructura cristalinaTrabajo de atomos y estructura cristalina
Trabajo de atomos y estructura cristalina
EduVargas2015
 
LOS ATOMOS
LOS ATOMOSLOS ATOMOS
Desintegracion radiactiva
Desintegracion radiactivaDesintegracion radiactiva
Enuclear201617 6
Enuclear201617 6Enuclear201617 6
Enuclear201617 6
Fco Villafranca Gracia
 
Enuclear201617 6. Parte I y II
Enuclear201617 6. Parte I y IIEnuclear201617 6. Parte I y II
Enuclear201617 6. Parte I y II
Fco Villafranca Gracia
 
Principios físicos
Principios físicosPrincipios físicos
Principios físicos
RJQM
 
Iv medio común _guía radiactividad
Iv medio común _guía radiactividadIv medio común _guía radiactividad
Iv medio común _guía radiactividad
Colegio Excelsior de Santiago
 
Tema1 Estructura AtóMica 2005
Tema1 Estructura AtóMica 2005Tema1 Estructura AtóMica 2005
Tema1 Estructura AtóMica 2005
matfiqui
 
SISTEMA DE PARTÍCULAS ...
SISTEMA DE PARTÍCULAS                                                        ...SISTEMA DE PARTÍCULAS                                                        ...
SISTEMA DE PARTÍCULAS ...
alberthiuman
 

Similar a Propiedades de los núcleos y radiación radiactiva.pptx (20)

Antomos
AntomosAntomos
Antomos
 
2º Bachillerato: Interaccion Nuclear
2º Bachillerato: Interaccion Nuclear2º Bachillerato: Interaccion Nuclear
2º Bachillerato: Interaccion Nuclear
 
Energìa Nuclear I
Energìa Nuclear IEnergìa Nuclear I
Energìa Nuclear I
 
Preguntas teoria selectividad
Preguntas teoria selectividadPreguntas teoria selectividad
Preguntas teoria selectividad
 
Física de Reactores Universidad Nacional San Martín
Física de Reactores Universidad Nacional San MartínFísica de Reactores Universidad Nacional San Martín
Física de Reactores Universidad Nacional San Martín
 
FÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEARFÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEAR
 
FÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEARFÍSICA NUCLEAR
FÍSICA NUCLEAR
 
Reactor nuclear.pdf
Reactor nuclear.pdfReactor nuclear.pdf
Reactor nuclear.pdf
 
Atomo y estructura cristalina ciencias de los materiales
Atomo y estructura cristalina ciencias de los materialesAtomo y estructura cristalina ciencias de los materiales
Atomo y estructura cristalina ciencias de los materiales
 
Trabajo de química 5 año
Trabajo de química 5 añoTrabajo de química 5 año
Trabajo de química 5 año
 
Radioactividad
RadioactividadRadioactividad
Radioactividad
 
Trabajo de atomos y estructura cristalina
Trabajo de atomos y estructura cristalinaTrabajo de atomos y estructura cristalina
Trabajo de atomos y estructura cristalina
 
LOS ATOMOS
LOS ATOMOSLOS ATOMOS
LOS ATOMOS
 
Desintegracion radiactiva
Desintegracion radiactivaDesintegracion radiactiva
Desintegracion radiactiva
 
Enuclear201617 6
Enuclear201617 6Enuclear201617 6
Enuclear201617 6
 
Enuclear201617 6. Parte I y II
Enuclear201617 6. Parte I y IIEnuclear201617 6. Parte I y II
Enuclear201617 6. Parte I y II
 
Principios físicos
Principios físicosPrincipios físicos
Principios físicos
 
Iv medio común _guía radiactividad
Iv medio común _guía radiactividadIv medio común _guía radiactividad
Iv medio común _guía radiactividad
 
Tema1 Estructura AtóMica 2005
Tema1 Estructura AtóMica 2005Tema1 Estructura AtóMica 2005
Tema1 Estructura AtóMica 2005
 
SISTEMA DE PARTÍCULAS ...
SISTEMA DE PARTÍCULAS                                                        ...SISTEMA DE PARTÍCULAS                                                        ...
SISTEMA DE PARTÍCULAS ...
 

Último

NEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimica
NEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimicaNEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimica
NEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimica
DanielNava80
 
García, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdf
García, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdfGarcía, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdf
García, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdf
frank0071
 
Ácidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowry
Ácidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowryÁcidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowry
Ácidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowry
MarianaRodriguezGaon
 
Rodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdf
Rodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdfRodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdf
Rodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdf
frank0071
 
35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf
35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf
35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf
JessicaNuez61
 
Triptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docx
Triptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docxTriptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docx
Triptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docx
IngridJuarezaurich
 
20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx
20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx
20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx
prodinetpc1
 
Priones, definiciones y la enfermedad de las vacas locas
Priones, definiciones y la enfermedad de las vacas locasPriones, definiciones y la enfermedad de las vacas locas
Priones, definiciones y la enfermedad de las vacas locas
alexandrajunchaya3
 
Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdf
Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdfVirus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdf
Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdf
melaniepalomino1502
 
Calor, tema de termodinamica en fisica para preparatoria
Calor, tema de termodinamica en fisica para preparatoriaCalor, tema de termodinamica en fisica para preparatoria
Calor, tema de termodinamica en fisica para preparatoria
rubentzompaangeles
 
Teoría del prión y enfermedades relacionadas
Teoría del prión y  enfermedades relacionadasTeoría del prión y  enfermedades relacionadas
Teoría del prión y enfermedades relacionadas
alexandrajunchaya3
 
DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.
DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.
DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.
axelleo0406
 
Materiales y tratamientos térmicos en la industria
Materiales y tratamientos térmicos en la industriaMateriales y tratamientos térmicos en la industria
Materiales y tratamientos térmicos en la industria
Sebastián Vittori
 
Gnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdf
Gnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdfGnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdf
Gnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdf
rodolfonoel
 
MÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptx
MÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptxMÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptx
MÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptx
KEIKOFABIANAZETATEMO
 
Heterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-Química
Heterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-QuímicaHeterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-Química
Heterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-Química
PriyaQuijano
 
Los 20 medicamentos más recetados de
Los      20 medicamentos más recetados deLos      20 medicamentos más recetados de
Los 20 medicamentos más recetados de
prodinetpc1
 
Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........
Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........
Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........
luztania508
 
Los. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptx
Los. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptxLos. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptx
Los. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptx
DayanaQuispe28
 
La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123
La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123
La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123
DiegoGomez400963
 

Último (20)

NEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimica
NEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimicaNEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimica
NEUROQUIMICA es la informacion de como funciona la neuroquimica
 
García, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdf
García, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdfGarcía, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdf
García, Francisco. - Las Navas de Tolosa [2024].pdf
 
Ácidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowry
Ácidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowryÁcidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowry
Ácidos y bases, modelo de arrhenius y de bronsted lowry
 
Rodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdf
Rodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdfRodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdf
Rodríguez, C. - La batalla campal en la Edad Media [2018].pdf
 
35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf
35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf
35 WAIS III Manual de administracion y puntuacion 1.pdf
 
Triptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docx
Triptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docxTriptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docx
Triptico cultura chavin CIENCIA Y TECNOLOGIA PERU.docx
 
20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx
20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx
20 INSTRUMENTOS MUSICALES y los valores.docx
 
Priones, definiciones y la enfermedad de las vacas locas
Priones, definiciones y la enfermedad de las vacas locasPriones, definiciones y la enfermedad de las vacas locas
Priones, definiciones y la enfermedad de las vacas locas
 
Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdf
Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdfVirus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdf
Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH).pdf
 
Calor, tema de termodinamica en fisica para preparatoria
Calor, tema de termodinamica en fisica para preparatoriaCalor, tema de termodinamica en fisica para preparatoria
Calor, tema de termodinamica en fisica para preparatoria
 
Teoría del prión y enfermedades relacionadas
Teoría del prión y  enfermedades relacionadasTeoría del prión y  enfermedades relacionadas
Teoría del prión y enfermedades relacionadas
 
DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.
DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.
DIAPOSITIVA-DE-POLIPOSIS-NASAL2024.pptx.
 
Materiales y tratamientos térmicos en la industria
Materiales y tratamientos térmicos en la industriaMateriales y tratamientos térmicos en la industria
Materiales y tratamientos térmicos en la industria
 
Gnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdf
Gnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdfGnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdf
Gnosis lakhsmi Guia practica para la Mujer.pdf
 
MÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptx
MÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptxMÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptx
MÉTODO SIMPLEX EN PROBLEMAS DE MAXIMIZACIÓN Y MINIMIZACIÓN.pptx
 
Heterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-Química
Heterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-QuímicaHeterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-Química
Heterociclos; pequeñas y maravillosas estructuras-Química
 
Los 20 medicamentos más recetados de
Los      20 medicamentos más recetados deLos      20 medicamentos más recetados de
Los 20 medicamentos más recetados de
 
Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........
Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........
Mapa-conceptual-del-Metabolismo. .........
 
Los. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptx
Los. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptxLos. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptx
Los. Ácidos Nucleicos y Nucleótidos.pptx
 
La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123
La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123
La doble vida del ATP. DIEGO GOMEZ.pdf 123
 

Propiedades de los núcleos y radiación radiactiva.pptx

  • 1. Propiedades de los núcleos y radiación radiactiva M. Tantaquispe C.
  • 2. 2023 M. Tantaquispe C. 2 Los núcleos atómicos pueden dividirse en dos clases: estables y radiactivos. Los núcleos estables, permanecen sin cambios durante períodos de tiempo infinito, mientras los núcleos radiactivos sufren transformaciones espontáneas. Las características básicas de un núcleo estable son: número de masa 𝑨, carga eléctrica 𝑍, masa 𝑀, radio 𝑅, espín 𝐼, momento magnético 𝜇 , momento cuadrupolar eléctrico 𝑄, espín isotópico 𝑇 y paridad 𝑃 de la función de onda. Los núcleos radiactivos son caracterizados por el tipo de transformación radiactiva (Alpha, beta, fisión espontánea, etc.), vida media 𝑇1/2, energía de las partículas emitidas, etc. El núcleo de un átomo puede estar en varios estados energía. El estado con la menor energía es denominado estado fundamental, mientras que el resto de estados se les denomina estado excitado. El estado fundamental de un núcleo estable es estacionario. Los estados excitados de algunos núcleos (incluyendo núcleos estables) son no estacionarios (sufren transiciones gamma, etc.).
  • 3. 2023 M. Tantaquispe C. 3 La característica mencionada anteriormente se puede atribuir tanto al estado fundamental como a cualquier estado de energía excitada de un núcleo. En términos generales, sus valores, sus valores son diferentes para diferentes estados (excepto 𝐴 y 𝑍 que tienen los mismos valores para todos los estados de energía de un núcleo). Si las características de un núcleo se dan sin mencionar el estado al que corresponde, generalmente se entiende por el estado fundamental. En el caso ideal, la información completa de un núcleo debe describir la estructura y las características de todos sus posibles estados excitados(niveles), los métodos y las probabilidades de transición nuclear y propiedades de partículas emitidas, las secciones transversales y la naturaleza de las interacciones del núcleo con otros núcleos y partículas elementales, etc. En lo que sigue, se considera el estado fundamental de los núcleos; luego se describe la estructura y propiedades de estados excitados.
  • 4. 2023 M. Tantaquispe C. 4 Número de masa 𝑨 y carga eléctrica 𝒁 de los núcleos atómicos El número de masa 𝐴 de un núcleo está determinado por su número de nucleones (protones y neutrones). El número total de nucleones en una reacción nuclear ordinaria (que no implique la creación de antipartículas) permanece inalterable (es la ley de conservación del número de nucleones). Por lo tanto, el número de masa total en cada proceso nuclear se conserva. Una generalización para partículas y antipartículas está rígido por la ley de la carga bariónica. La carga eléctrica 𝒁 de un núcleo atómico está definido por su número de protones (coincide el número de electrones en las capas atómicas. Este número coincide con el número atómico de los elementos en la Tabla Periódica. La carga determina las propiedades químicas de todos los isótopos de un elemento dado.
  • 5. 2023 M. Tantaquispe C. 5 La carga nuclear 𝑍 y el número de masa 𝐴, nos permite calcular el número de neutrones 𝐴 − 𝑍 en el núcleo. Núcleos Isóbaros: igual 𝐴 Núcleos Isótopos: igual 𝑍 Núcleos Isótonos: igual N 𝑀(𝑍 𝐴 𝑋) 𝑀𝑎𝑡(𝑍 𝐴 𝑋) Masa y energía. Unidades de medición 1 𝑢𝑚𝑎 = 1 12 12 𝑁𝐴 = 1 6,022𝑥1023 = 1,66 𝑥 10−24 𝑔 = 1,66 𝑥 10−27 𝑘𝑔 𝐸 = 𝑀𝑐2
  • 6. 2023 M. Tantaquispe C. 6 Para 1 g de masa: 𝐸 = 1𝑔 𝑥 3 𝑥 1010𝑐𝑚/𝑠 2 = 9 𝑥 1020𝑒𝑟𝑔. = 9 𝑥 1013𝐽 La energía total para una partícula en movimiento: 𝐸 = 𝑀𝑜𝑐2 + 𝑇 La masa de la partícula se incrementa en 𝑇/𝑐2 , entonces será igual a 𝑀 = 𝑀𝑜 + 𝑇/𝑐2 Denominada masa relativista de la partícula.
  • 7. 2023 M. Tantaquispe C. 7 Es decir, M= 𝑀𝑜 + 𝑇 𝑐2 = 𝑀𝑜𝛾 = 𝑀𝑜/ 1 − 𝛽2, 𝛽 = 𝑣/𝑐 Para la energía cinética relativista: 𝑇 = 𝐸 − 𝑀𝑜𝑐2 = 𝑀𝑜𝑐2 𝛾 − 1 Si 𝛽 ≪ 1 𝑣 ≪ 𝑐 , esta expresión se convierte en la fórmula clásica de la energía cinética 𝑇 = 𝑀𝑜𝑣2 2
  • 8. 2023 M. Tantaquispe C. 8 También, la relación entre la energía total y la energía de reposo puede expresarse más convenientemente en la forma 𝐸 = 𝑀𝑜 2 𝑐4 + 𝑝2𝑐2 Y el momentum relativista de la partícula 𝑝 = 𝑀𝑣 = 𝑀𝑜𝛽𝑐 1 − 𝛽2 = 𝑀𝑜𝛽𝑐𝛾 Esta última expresión se obtiene una expresión conveniente para la velocidad 𝛽 = 𝑝𝑐/𝐸
  • 9. 2023 M. Tantaquispe C. 9 Así, se obtiene la relación entre la energía cinética 𝑇 y el momentum 𝑝 en mecánica relativista: 𝑇 2𝑀𝑜𝑐2 + 𝑇 = 𝑝2 𝑐2 Si la energía cinética de la partícula es pequeña en comparación con la energía de reposo, esta fórmula se transforma a la forma clásica de la energía cinética 𝑇 = 𝑝2 2𝑀𝑜 El estado fundamental corresponde al estado de valor más bajo de energía y de masa de reposo. La diferencia 𝑊 entre la energía 𝐸𝑜 ′ de un estado excitado y la energía de reposo 𝐸𝑜 del estado fundamental, se denomina energía de excitación del núcleo:
  • 10. 2023 M. Tantaquispe C. 10 𝑊 = 𝐸𝑜 ′ − 𝐸𝑜 La masa de reposo del núcleo en el estado excitado es mayor que la masa del núcleo en estado fundamental por ∆𝑀𝑜 = 𝑊 𝑐2 La energía de reposo (masa) del núcleo es independiente del estado de movimiento del núcleo. En las interacciones mutuas de los núcleos(reacciones nucleares), la energía total 𝐸 de las partículas que interaccionan se conserva. Así, por ejemplo, si la interacción de las partículas 𝐴 y 𝐵 conducen a la formación de las partículas 𝐶 y 𝐷: 𝐴 + 𝐵 → 𝐶 + 𝐷
  • 11. 2023 M. Tantaquispe C. 11 Las siguientes ecuaciones de balance de energía deben cumplirse: 𝐸 = 𝐸01 + 𝑇1 = 𝐸02 + 𝑇2 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 Donde 𝐸01 = 𝑀𝐴 + 𝑀𝐵 𝑐2 y 𝑇1 = 𝑇𝐴 + 𝑇𝐵; 𝐸02 = 𝑀𝐶 + 𝑀𝐷 𝑐2 y 𝑇2 = 𝑇𝐶 + 𝑇𝐷 La cantidad 𝑄 = 𝐸01 − 𝐸02 = 𝑇2 − 𝑇1 Se denomina la energía de reacción. Si 𝑄 > 0 : en la reacción nuclear se transformó una cierta fracción de la energía de reposo en energía cinética. Si 𝑄 < 0 : en este caso, una parte de la energía cinética se transforma en energía de reposo. En ambos casos, la masa de las partículas que participan en la reacción nuclear sufre un cambio.
  • 12. 2023 M. Tantaquispe C. 12 Unidades de energía empleadas en física nuclear: 1 𝑒𝑉 = 1,6 𝑥 10−19𝐽 1 𝑘𝑒𝑉 = 103𝑒𝑉 1 𝑀𝑒𝑉 = 106𝑒𝑉 1 𝐺𝑒𝑉 = 109𝑒𝑉 𝐸𝑢𝑚𝑎 = 1,66 𝑥 10−27 3 𝑥 108 2 = 1,494 𝑥 10−10𝐽 =931,5MeV 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏𝒕𝒖𝒎 𝒍𝒊𝒏𝒆𝒂𝒍 = 𝑴𝒆𝑽/𝒄 𝒎𝒂𝒔𝒂 = 𝑴𝒆𝑽/𝒄𝟐
  • 13. 2023 M. Tantaquispe C. 13 Métodos de medición de la masa nuclear 1. Espectrómetro de masas 2. Análisis de balance de energía en reacciones nucleares 3. Balance del decaimiento Alpha 4. Balance del decaimiento beta 5. Espectroscopia de microondas 6. Masa del neutrón
  • 14. 2023 M. Tantaquispe C. 14 Energía de ligadura.- estabilidad nuclear La masa de un núcleo (o átomo) es inferior a la suma de las masas de sus constituyentes (nucleones), porque parte de la masa es utilizada como energía de ligadura. ∆𝑊 = 𝑍𝑚𝑝 + 𝐴 − 𝑍 𝑚𝑛 − 𝑀(𝐴, 𝑍) 𝑐2 Las masas atómicas difiere de la masa nuclear por una cantidad igual a la masa de 𝑍 electrones, entonces: ∆𝑊 = 𝑍𝑀𝑎𝑡(1 1 𝐻) + 𝐴 − 𝑍 𝑚𝑛 − 𝑀𝑎𝑡(𝐴, 𝑍) 𝑐2 ∆𝑊 = 𝑍𝑀𝑎𝑡 1 1 𝐻 + 𝐴 − 𝑍 𝑚𝑛 − 𝑀𝑎𝑡 𝐴, 𝑍 𝑥931,5 𝑀𝑒𝑉
  • 15. 2023 M. Tantaquispe C. 15 Calcular la energía de ligadura para los núcleos (en 𝑀𝑒𝑉): ∆𝑊(16 32 𝑆) ≅ 272 ∆𝑊( 8 16 𝑂) ≅ 128 ∆𝑊( 6 12 𝐶) ≅ 92 ∆𝑊(2 4 𝐻𝑒) ≅ 28 𝑀𝑎𝑡(1 1 𝐻) = 1,007825 𝑢𝑚𝑎 𝑚𝑛 = 1,008665 𝑢𝑚𝑎
  • 16. 2023 M. Tantaquispe C. 16 Energía de ligadura 𝜺 por nucleón.- superficie de energía La energía de ligadura dividido por el número de masa 𝐴 es denominado la energía de ligadura específica de un nucleón en el núcleo o la energía de ligadura por nucleón. 𝜀 = ∆𝑊 𝐴 𝑀𝑒𝑉 𝑛𝑢𝑐𝑙𝑒ó𝑛