Física – 2º Bachillerato FÍSICA NUCLEAR Física – 2º Bachillerato

PARTÍCULAS FUNDAMENTALES DEL ÁTOMO Carga (C) Masa (uma) Localización electrón - 1,6·10-19 0,000549 corteza nucleones protón 1,6·10-19 1,007277 núcleo neutrón 1,008665

ISÓTOPOS Tienen el mismo nº atómico (Z) Son átomos del mismo elemento Tienen diferente masa p = 8 p = 8 p = 8 e = 8 e = 8 e = 8 Tienen diferente nº másico (A) n = 18 – 8 = 10 n = 17 – 8 = 9 n = 16 – 8 = 8

RADIACTIVIDAD Precursor: descubrimiento de los Rayos X Wilhelm Röntgen (1845-1923) Premio Nobel Física - 1901

RADIACTIVIDAD Becquerel descubre los “rayos de uranio” Henri Becquerel (1852-1908) Premio Nobel Física - 1903 Marie Curie descubre el polonio y el uranio Marie Curie (1867-1934) Premio Nobel Física – 1903 (Pierre Curie) Premio Nobel Química - 1910

TIPOS DE RADIACIONES

TIPOS DE RADIACIONES NATURALES Poder de ionización: α > β > Velocidad de emisión: α 5% a 7,5% de c β hasta 90% de c

RADIACIONES: EFECTO SOBRE EL NÚCLEO En toda emisión radiactiva se cumple: Conservación del nº total de nucleones Conservación de la carga Conservación de la masa-energía Conservación de la cantidad de movimiento Consecuencia: Leyes de desplazamiento radiactivo o leyes de Soddy-Fajans Emisión α : Emisión β- : Emisión β+ : Emisión : (n  p + e- + υ) (p n + e+ + υ ) Energía liberada E = ∆m · c2

ESTABILIDAD NUCLEAR p → n + e+ n → p + e-

FAMILIAS RADIACTIVAS En cada serie todos los núcleos están relacionados. Por ejemplo en la serie del Th todos los núcleos tienen un nº másico igual a 4n, siendo n un nº entero cualquiera. La serie del Np se debería haber extinguido, pero las pruebas nucleares han hecho que ese isótopo aparezca otra vez en la naturaleza y con él la serie radiactiva.

FAMILIAS RADIACTIVAS: Serie del U-238

FAMILIAS RADIACTIVAS: Serie del Th-232

FAMILIAS RADIACTIVAS: Serie del Uranio-235

FAMILIAS RADIACTIVAS: Serie del Np-237

LEY DE LA DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA Muestra inicial: N0 (nº de núcleos) Velocidad de desintegración es directamente proporcional al nº de núcleos presentes : N0 : nº inicial de núcleos N : nº de núcleos al cabo de un tiempo t λ : constante de desintegración o radiactiva. Representa la probabilidad de que un núcleo se desintegre en la unidad de tiempo (s-1, días-1, años-1). Es característica de cada isótopo. n: nº de moles m: masa ÷ 6,023· 1023 x masa molar ¿Cuál debemos usar?

LEY DE LA DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA Gráfica Cuanto mayor sea la constante de desintegración, más rápidamente se desintegra un isótopo.

OTROS CONCEPTOS Periodo de semidesintegración, T (s): Vida media, τ (s): Actividad, A (desint · s-1 = Bq ) (Hay que saber deducirla)

ESTABILIDAD NUCLEAR Núcleo formado Nucleones que lo forman Energía liberada al formarse un núcleo a partir de sus nucleones Energía de enlace S.I. (J) - eV o MeV 1 eV = 1,6·10-19 CV (= J) Energía necesaria para descomponer un núcleo en sus nucleones ¿Es representativa? Energía de enlace por nucleón (permite comparar la estabilidad de los núcleos)

ESTABILIDAD NUCLEAR fisión

FISIÓN NUCLEAR ¿Qué es? (No siempre el U se fisiona de la misma forma) ¿De dónde procede la energía desprendida? De la masa perdida en el proceso → E = ∆m · c2

FISIÓN NUCLEAR

Reacción de fusión del deuterio con el tritio FUSIÓN NUCLEAR ¿Qué es? Reacción de fusión del deuterio con el tritio Otras reacciones de fusión: ¿Qué núcleos se obtienen? ¿De dónde procede la energía desprendida? De la masa perdida en el proceso ↓ E = ∆m · c2 Las ventajas e inconvenientes de la fusión y fisión, como fuentes de energía, las tenéis en un documento que hay en la wiki, tema de física nuclear.