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Apuntes de Física Nuclear, de Radiactividad y Energía de Enlace para física de 2º de Bachillerato

APUNTES DE RADIACTIVIDAD, DE FÍSICA NUCLEAR PARA BACHILLERATO:

RADIACTIVIDAD:

Radiactividad es la propiedad que presentan determinadas sustancias, las radiactivas, de emitir radiaciones capaces de penetrar en cuerpos opacos, impresionar placas fotográficas, ionizar el aire y producir fluorescencia de ciertas sustancias. Tres tipos de Radiaciones Radiactivas:

RADIACIÓN ALFA: Son núcleos de helio (partículas) formadas como el helio por dos protones y dos neutrones. Son emitidos con una energía cinética del orden del MeV, con una carga y masa: Q=+2e=+3,2·10-19 C; m=2mp+2mn=6,7·10-27 kg

RADIACIÓN BETA: Son electrones rápidos (partículas ) procedentes de neutrones que se desintegran en el núcleo dando lugar a un protón y a un electrón (en consecuencia, el elemento que la sufre gana 1 de número atómico (se añade un p+) y se queda igual de número másico (se cambia el neutrón por el p+) y un electrón que sale despedido con una Q=-e=-1,6·10-19 C y masa me=9,1·10-31 kg. Son emitidos con una energía cinética del orden de MeV, con velocidades enormes próximas a la de la luz.

RADIACIÓN GAMMA: Son radiaciones electromagnéticas (fotones) de mayor frecuencia de los rayos X, sin carga y sin masa, con lo que el átomo no lleva variaciones ni en su número másico, ni en su número atómico. Tienen energías cinéticas comprendidas entre el keV y el MeV.

ENERGÍA DE ENLACE:

La energía de enlace de un núcleo es la energía liberada cuando sus nucleones (protones y neutrones) aislados se unen para formar el núcleo.

El núcleo es menos energético (más estable) que todos sus nucleones aislados, ya que al formarse se libera energía.

Los nucleones pierden parte de su masa al formarse el núcleo que está asociada a un cambio de energía.

Se comprueba experimentalmente que la masa de un núcleo cualquiera formado por Z protones y A-Z neutrones (masa nuclear) es siempre inferior a la suma de las masas de los protones y neutrones por separado. A esta diferencia la llamamos DEFECTO DE MASA (Δm):

mp = 1,0073 uma = 1,6721·10-27 kg;  mn = 1,0087 uma = 1,6744·10-27 kg; masa de una uma = 1,66·10-27 kg

Z es el número atómico, que es igual al número de protones; si el átomo es neutro coincide con el número de electrones.

A es el número másico, que es la suma de los nucleones, protones y neutrones,

Un elemento se representa: ZA X

La energía asociada al defecto de masa es la energía de enlace:

donde c es la velocidad de la luz=3·108 m/s

El EQUIVALENTE ENERGÉTICO DE UNA UMA, (1 u), vale:

Teniendo en cuenta que 1 eV=1,6·10-19 J; y que 1 MeV= 106 Ev

La ENERGÍA DE ENLACE POR NUCLEÓN es igual a ΔE/A.

 

Conviene leerse lo que es un FOTÓN.

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