UNIDAD Nº 11.- FÍSICA NUCLEAR

Presentación del tema: "UNIDAD Nº 11.- FÍSICA NUCLEAR"— Transcripción de la presentación:

1 UNIDAD Nº 11.- FÍSICA NUCLEAR
Introducción. Radiactividad natural. Partículas radiactivas. Magnitudes características de la desintegración radiactiva. Período de desintegración radiactiva. Vida media. Estabilidad de los núcleos. Defecto de masa y energía de enlace. Modelos nucleares Leyes del desplazamiento radiactivo. Series radiactivas. Reacciones nucleares. Radiactividad artificial. Fisión nuclear. Reactores nucleares Fusión nuclear. Procesos de fusión nuclear en las estrellas. Física de las partículas Alfonso Coya

2 FÍSICA NUCLEAR 11.0.- Radiactividad natural
1.- Descubrimiento de la Radiactividad Natural: Descubrimiento del físico A. Henry Becquerel en 1896 con la pechblenda, E. Rutherford identificó en 1899, dos tipos diferentes de radiación a los que llamó radiación  y radiación .  En 1900 se descubrió un tercer tipo de radiación: la radiación  Alfonso Coya

3 Partícula b Partícula g Partícula a Partícula a Partícula g
Alfonso Coya

4 11.1.- Radiactividad natural. Características
FÍSICA NUCLEAR Radiactividad natural. Características RAYOS a Son núcleos de Helio: Son muy ionizantes Poca capacidad de penetración. Son frenados por una lámina de papel. 2. RAYOS b Becquerel los identificó con los rayos catódicos: electrones Mucho más ligeros y menos ionizantes que los rayos a Poco penetrantes: los frena una fina lámina metálica 3. RAYOS g Son fotones de alta energía ( más que los Rayos X). Son ionizantes de forma indirecta, produciendo electrones muy energéticos Muy penetrantes: los frena lámina de acero de 8 cm o un bloque de hormigón de 1 m Alfonso Coya

5 11. 2. 1.- Actividad y período de semidesintegración radiactiva.
FÍSICA NUCLEAR Magnitudes características de la desintegración radiactiva. Actividad y período de semidesintegración radiactiva. - dN = l N dt l es la constante de desintegración radiactiva. Actividad (Ac) o velocidad de desintegración: Nº de núcleos desintegrado por unidad de tiempo 1 Bq= 1 desint /s 1 Ci = desint /s = Bq Alfonso Coya

6 11. 2. 1.- Actividad y período de semidesintegración radiactiva.
FÍSICA NUCLEAR Magnitudes características de la desintegración radiactiva. Actividad y período de semidesintegración radiactiva. Alfonso Coya

7 11. 2.- Magnitudes características de la desintegración radiactiva.
Tiempo de semidesintegración T = Período de semidesintegración Vida media. Equivale a la inversa de de la constante de desintegración, l. Se representa por la letra t Alfonso Coya

8 FÍSICA NUCLEAR Alfonso Coya

9 FÍSICA NUCLEAR Estabilidad de los núcleos. Alfonso Coya

10 FÍSICA NUCLEAR 11. 3.- Estabilidad de los núcleos. Átomo Núcleo
Alfonso Coya

11 FÍSICA NUCLEAR Tamaño del núcleo R = R0 A 1/3 Densidad nuclear
R0 = 1, m; es constante e igual para todos los núcleos R = R0 A 1/3 Densidad nuclear Alfonso Coya

12 FÍSICA NUCLEAR CARACTERISTICAS DE LAS FUERZAS NUCLEARES.
Las fuerzas nucleares son fuerzas atractivas de gran intensidad capaces de vencer la repulsión electrostática entre los protones. Son de corto alcance, es decir, cada nucleón interacciona con los nucleones más próximos, si bien a distancias muy cortas, las fuerzas nucleares se hacen repulsivas lo que explica que los nucleones permanezcan a distancias medias constantes y que el volumen por nucleón sea constante. 3. La fuerza de interacción entre dos nucleones es independiente de la carga, 4. Presentan efecto de saturación. 5. Tienen una partícula mediadora: Interacción fuerte: gluón; interacción débil: bosón Alfonso Coya

13 FÍSICA NUCLEAR CARACTERISTICAS DE LAS FUERZAS NUCLEARES. Alfonso Coya

14 FÍSICA NUCLEAR 11. 3. 1 .- Defecto de masa y energía de enlace.
La energía de enlace se define como la energía necesaria para separar los nucleones de un núcleo, o bien como la energía que se libera cuando se unen los nucleones para formar el núcleo El origen de la energía de ligadura o de enlace nuclear reside en el defecto masa que se transforma en energía. DE = d mc2 Equivalencia en energía de la unidad de masa atómica: Alfonso Coya

15 FÍSICA NUCLEAR Cálculo del defecto de masa para un núcleo:
dm= Z mp+( A - Z)mn ) – M ; Energía de ligadura: E = dm c2 = ( Z mp+( A - Z)mn ) – M ) · c2 Ejemplo: Cálculo del defecto de masa para el núcleo del carbono, 612C dm= 6 ( mp+ mn ) – MC = 6 ( ) – = u Cálculo de la energía de enlace por nucleón: Alfonso Coya

16 FÍSICA NUCLEAR Alfonso Coya

17 FÍSICA NUCLEAR Desintegración a +
Leyes del desplazamiento radiactivo. Desintegración a + Alfonso Coya

18 FÍSICA NUCLEAR Desintegración b +
Leyes del desplazamiento radiactivo. Desintegración b + + + Alfonso Coya

19 FÍSICA NUCLEAR Desintegración g + g
Leyes del desplazamiento radiactivo. Desintegración g + g Alfonso Coya

20 FÍSICA NUCLEAR Desintegración b+ +
Leyes del desplazamiento radiactivo. Desintegración b+ + + + Alfonso Coya

21 FÍSICA NUCLEAR Captura electrónica
Leyes del desplazamiento radiactivo. Captura electrónica + + + Alfonso Coya

22 FÍSICA NUCLEAR 11. 4 .- Leyes del desplazamiento radiactivo.
Alfonso Coya

23 FÍSICA NUCLEAR 11. 5.- Reacciones nucleares. Balance energético
Q > 0 Exoenergética Q < 0 Endoenergética; Necesita una energía umbral Alfonso Coya

24 FÍSICA NUCLEAR Reacciones nucleares. Radiactividad artificial O N C Be Alfonso Coya

25 FÍSICA NUCLEAR Fisión nuclear Ejemplos: A) B) Alfonso Coya

26 FÍSICA NUCLEAR dm = ( MU + mn ) – (MSr + Mxe + 2 mn )
Fisión nuclear Balance energético de la fisión nuclear dm = ( MU + mn ) – (MSr + Mxe + 2 mn ) dm = ( 235, ,0087 ) – ( · ) dm = 0,1648 u Energía desprendida: DE = dm c2 Alfonso Coya

27 FÍSICA NUCLEAR 11.6.1.- Fisión nuclear: reacción en cadena
Alfonso Coya

28 FÍSICA NUCLEAR 11.6.1.- Fisión nuclear. Reactores nucleares
Alfonso Coya

29 FÍSICA NUCLEAR 11.6.1.- Fisión nuclear. Reactores nucleares
Alfonso Coya

30 Alfonso Coya

31 FÍSICA NUCLEAR 11.7.- Fusión nuclear 1.- CICLO PROTÓN-PROTÓN
Alfonso Coya

32 FÍSICA NUCLEAR Fusión nuclear Alfonso Coya

33 FÍSICA DE LAS PARTÍCULAS Partículas fundamentales:
B) QUARKS A) LEPTONES Partículas fundamentales: A) LEPTONES Neutrino tauón. nt Neutrino tauónico Neutrino muón. nm Neutrino muónico Neutrino elec. ne Neutrino electrónico +1 t+ Tau -1 t- m+ Muón m- e Positrón - 1 Electrón CARGA SÍMBOLO ANTIPARTÍCULA ESPÍN NOMBRE Alfonso Coya

34 FÍSICA DE LAS PARTÍCULAS
B) QUARKS - 2/3 antitop + 2/3 t top + 1/3 antibottom - 1/3 b bottom anticharm c charm antistrange s strange antidown d down antiup u up CARGA SÍMBOLO ANTIPARTÍCULA ESPÍN NOMBRE Alfonso Coya

35 FÍSICA DE LAS PARTÍCULAS
PROTÓN NEUTRÓN d u d u d u udd uud Alfonso Coya

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38 FÍSICA DE LAS PARTÍCULAS
Alfonso Coya

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