Reacciones y Desintegración Nuclear
Las reacciones y la desintegración nuclear son los procesos por los cuales los núcleos atómicos se transforman, liberando energía y partículas y cambiando un elemento en otro.
Definition
Las reacciones y la desintegración nuclear comprenden las transformaciones espontáneas de núcleos radiactivos y los reordenamientos inducidos de nucleones cuando los núcleos colisionan con partículas u otros núcleos, todo ello regido por la conservación de la energía, el momento, la carga y el número de nucleones.
Scope
Esta área abarca la desintegración espontánea de núcleos inestables a través de la emisión alfa, beta y gamma, y las reacciones nucleares inducidas, incluyendo la fisión, la fusión, la dispersión y la captura. Trata las leyes de conservación, la energética y los mecanismos de reacción que rigen estos procesos, las secciones transversales que cuantifican las probabilidades de reacción, y el papel central de las reacciones nucleares en la generación de energía, la formación de elementos y los estudios de laboratorio de la estructura nuclear.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué rige la velocidad y el modo en que se desintegra un núcleo inestable?
- ¿Cómo se libera energía en la fisión y la fusión, y cómo se desarrollan estos procesos?
- ¿Cómo se cuantifican las probabilidades de las reacciones nucleares mediante secciones transversales?
- ¿Qué mecanismos determinan el resultado de una colisión entre núcleos?
Key concepts
- Desintegración alfa, beta y gamma
- Vida media y constante de desintegración
- Valor Q y energética de la reacción
- Fisión y fusión nuclear
- Secciones transversales de reacción
- Leyes de conservación en reacciones nucleares
Key theories
- Ley de desintegración radiactiva
- Los núcleos inestables se desintegran a una velocidad proporcional al número presente, lo que da lugar a una desintegración exponencial caracterizada por una vida media independiente de las condiciones externas.
- Energética de la fisión y la fusión
- La curva de energía de enlace dicta que la división de núcleos pesados o la fusión de núcleos ligeros libera energía, procesos identificados por primera vez en la fisión del uranio y en los ciclos de fusión estelar.
Clinical relevance
Las reacciones y la desintegración nuclear son la base de la energía y las armas nucleares, la datación radiométrica, la producción de isótopos médicos e industriales, la radioterapia y la nucleosíntesis de elementos en estrellas y explosiones estelares.
History
La radiactividad, descubierta por Becquerel y los Curie y clasificada por Rutherford en rayos alfa, beta y gamma, abrió el estudio de las transformaciones nucleares. Rutherford logró la primera reacción nuclear artificial en 1919, Meitner y Frisch interpretaron la fisión nuclear en 1939, y Bethe explicó la generación de energía estelar por fusión el mismo año, estableciendo las reacciones nucleares como los motores de la energía y la síntesis de elementos.
Key figures
- Ernest Rutherford
- Lise Meitner
- Enrico Fermi
- Hans Bethe
Related topics
Seminal works
- meitner1939
- bethe1939
- krane1988
Frequently asked questions
- ¿Qué es una vida media?
- Una vida media es el tiempo requerido para que la mitad de una muestra de un nucleido radiactivo se desintegre. Es una propiedad fija de cada nucleido y es independiente de la temperatura, la presión o el estado químico.
- ¿Por qué tanto la fisión como la fusión liberan energía?
- La energía de enlace por nucleón alcanza su punto máximo cerca del hierro. La división de núcleos más pesados que el hierro y la fusión de núcleos más ligeros que el hierro se mueven hacia configuraciones más fuertemente ligadas, liberando la diferencia como energía.