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Constitución del átomo
Radiactividad
Equivalencia masa-energía
Reacciones de fisión y de
fusión
Física de partículas
Interacciones fundamentales
U4|Constitución del átomo
Atomo
Número atómico (Z): Número de protones
que posee el núcleo de un átomo.
Número másico (A): Número de protones
más número de neutrones del núcleo de
un átomo.
Elemento químico: Sustancia pura que está
formada por átomos que tienen el mismo
número atómico.
Núcleo
Protones
Neutrones
Envoltorio
Electrones
U4|Radiactividad
La radiactividad natural es el fenómeno de la transformación (o transmutación) nuclear
espontánea.
Desintegración α
Emisión de un núcleo de helio de manera que se
forma un elemento diferente al anterior según la
reacción nuclear:
A
Z
X
A-4
Z-2
Y+ 42 He
Radiación β
Emisión de un electrón causada por la
transformación de un neutrón del núcleo en un
protón y un electrón:
A
A
0
Z
X
Ejemplo de emisión α: Cuando un núcleo de uranio238 emite una partícula α se transforma en un núcleo
de torio-234.
Y+ -1 e
Z+1
Radiación γ
Se origina en el núcleo cuando éste pasa de
estados de alta energía a otros de energía menor.
Es altamente energética y penetra mucho más en
la materia que las otras radiaciones.
Ejemplo de emisión β: Cuando un núcleo de
carbono-14 emite una partícula β se transforma en
un núcleo de nitrógeno-14.
U4|Equivalencia masa-energía
La relación entre masa y energía se halla mediante la
expresión:
E  mc
2
El trabajo de Einstein une las dos leyes de
conservación en una sola, lo que es esencial en
las reacciones nucleares, ya que si bien la
conversión masa-energía es despreciable en
las reacciones químicas, no lo es en las
reacciones nucleares.
Einstein es probablemente el científico más popular
de la historia. El hecho de que tuviera un
reconocimiento tardío no impidió que recibiera el
Nobel de Física el año 1921.
U4|Reacciones de fisión y de fusión
Fusión nuclear
Reacción nuclear en la que se unen núcleos de
elementos ligeros para formar núcleos de mayor masa.
Fisión nuclear
Reacción nuclear en la que un núcleo pesado se divide
en dos o más núcleos de elementos ligeros.
Fusión de un núcleo de deuterio con uno de
tritio para formar un núcleo de helio-4 y un
neutrón. En esta reacción nuclear se libera
mucha energía.
Cuando un núcleo de uranio-235 absorbe un neutrón lento –neutrón dotado de poca
velocidad– se deforma, y finalmente se escinde –se fisiona– en dos núcleos, por ejemplo
bario y criptón. Se liberan dos neutrones y mucha energía. Los neutrones liberados fisionan
otros núcleos de uranio-235 y se inicia así una reacción en cadena.
U4|Física de partículas
Fermiones
•Partículas formadas por materia.
•Cumplen el principio de exclusión de Pauli.
Bosones
•Partículas que transmiten las interacciones.
•No cumplen el principio de exclusión de Pauli.
Mesones
Los protones y neutrones se forman por
diferentes combinaciones de quarks.
Protones
Quarks
Bariones
Neutrones
Electrones
Hiperones
Fermiones
Partículas
Antipartículas
Bosones
Leptones
Neutrinos
U4|Interacciones fundamentales
Fuerza gravitatoria
Se relaciona con la atracción entre
diferentes masas.
Fuerza electromagnética
Relacionada con la atracción o repulsión
entre cargas.
Fuerza nuclear fuerte
Fuerza que permite la unión entre los
protones y los neutrones en el núcleo del
átomo.
Fuerza nuclear débil
Explica fenómenos como el decaimiento
beta y la radiactividad.
Las cuatro interacciones con los bosones respectivos.