ESTABILIDAD NUCLEAR 2 ESTABILIDAD NUCLEAR TODOS LOS ELEMENTOS

ESTABILIDAD NUCLEAR 2

ESTABILIDAD NUCLEAR TODOS LOS ELEMENTOS PRESENTES EN LA NATURALEZA POSEEN: v ISÓTOPOS ESTABLES v ISÓTOPOS INESTABLES (RADIACTIVOS) • APROX. 284 ISÓTOPOS ESTABLES ISÓTOPOS INESTABLES (RADIOISÓTOPOS) (PROMEDIO: 3 POR ELEMENTO) • ALGUNOS: Protio – Deuterio – Berilio – Sodio – Aluminio – Carbono 12 – Carbono 13 • –LA MAYORÍA • EJS. : Tritio 14– –C 14 – Nitrógeno Uranio Nitrógeno 15 ) 235 – Uranio 238) NM 4

ESTABILIDAD NUCLEAR QUEDA DETERMINADA POR LA DIFERENCIA QUE EXISTE ENTRE LAS FUERZAS DE REPULSIÓN Y LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN DE CORTO ALCANCE (NUCLEARES) NÚCLEO ESTABLE NÚCLEO INESTABLE SI SI PREDOMINAN LAS FUERZAS DE ATRACCIÓN PREDOMINAN LAS FUERZAS DE REPULSIÓN NM 4

ESTABILIDAD NUCLEAR: RELACIÓN N/Z ISÓTOPOS ESTABLES: -No presentan cambios en sus núcleos. - Elementos con Z 20 y relación N/Z=1. 20 Z 82 y relación 1 N/Z 1. 5 INESTABLES o RADIOISÓTOPOS: -Sus núcleos tienden a transformarse en isótopos más estables mediante la pérdida de p+ y/o neutrones. - Elementos con Z 82 o con relación N/Z 1 -1, 5. NM 4

REGLAS DE ESTABILIDAD NUCLEAR 1. UN NÚCLEO ESTABLE POSEE GENERALMENTE NÚMERO PAR DE PROTONES Y/O NEUTRONES 2. NÚCLEOS DE MAYOR ESTABILIDAD: CANTIDAD DE PROTONES O NEUTRONES: 2, 8, 20, 28, 50, 82 y 126. (“Nos. MÁGICOS”) 3. EN GRÁFICA N v/s Z, NÚCLEOS ESTABLE SE ENCUENTRA EN “ZONA O CINTURÓN DE ESTABILIDAD”. 4. A MAYOR ENERGÍA DE ENLACE POR NUCLEÓN, MAYOR ES LA ESTABILIDAD NUCLEAR NM 4

ESTABILIDAD NUCLEAR: N vs Z NM 4

ESTABILIDAD NUCLEAR: N vs Z • POR ENCIMA DE LA BANDA DE ESTABILIDAD, LOS NÚCLEOS INESTABLES EMITEN RAYOS -. • POR DEBAJO DE LA BANDA DE ESTABILIDAD EMITEN RAYOS + (POSITRONES) • LOS NÚCLEOS PESADOS (Z>83) EMITEN RAYOS ALFA, GENERALMENTE. NM 4

RELACIÓN N/Z NM 4

RELACIÓN MASA - ENERGÍA • EINSTEIN EN SU TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD (1905) PRINCIPIO DE CONVERTILIBILIDAD MASA - ENERGÍA • ENERGÍA DE UNA PARTÍCULA EN REPOSO. PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE MASA - ENERGÍA • LA SUMA DE LA E Y DE LA ENERGÍA EQUIVALENTE A LA MASA, EN UN SISTEMA AISLADO, PERMANECE CTE. • SE CUMPLE EN PROCESOS DE DECAIMIENTO RADIACTIVO NM 4

RELACIÓN MASA - ENERGÍA PRINCIPIO DE CONVERTILIBILIDAD MASA - ENERGÍA • LA ENERGÍA EQUIVALENTE A LA UNIDAD DE MASA ATÓMICA (uma) : • DETERMINAR LA ENERGÍA EQUIVALENTE A 1 g DE MATERIA NM 4

ENERGÍA DE LIGADURA SE DESCUBRE QUE : AÑOS 30 (S. XX) MASA DEL NÚCLEO ES SIEMPRE MENOR QUE LA SUMA DE LAS MASAS DE LOS NUCLEONES mtotal < mneutrón + mprotón ¿Qué ocurre con la diferencia de masa? m : DEFECTO DE MASA

ENERGÍA DE LIGADURA DE ACUERDO CON E = mc 2: ENERGÍA DE LIGADURA m = EL ENERGÍA NECESARIA PARA MANTENER UNIDOS LOS NUCLEONES FUSIÓN DEL HIDRÓGENO m: masa núcleo mp: masa protón mn: masa neutrón

ENERGÍA DE LIGADURA (DE ENLACE NUCLEAR) SABIENDO QUE: -MASA ISÓTOPO He-4 = 4, 002 (uma) - MASA PROTÓN = 1, 0073 (uma) - MASA NEUTRÓN = 1, 0087 (uma) DETERMINE LA ENERGÍA DE LIGADURA EN LA FUSIÓN DESCRITA m: masa núcleo mp: masa protón mn: masa neutrón ¿CUÁNTA ENERGÍA SE REQUIERE PARA FISIONAR EL NÚCLEO DE He – 4?

E. DE ENLACE POR NUCLEÓN EA EA = EL/A CUOCIENTE ENTRE LA ENERGÍA DE ENLACE Y EL NÚMERO MÁSICO UNA CONDICION PARA QUE ISÓTOPO SEA ESTABLE ENERGÍA DE ENLACE POR NUCLEÓN EA GRANDE

EA v/s A • NÚCLEOS LIVIANOS OBSERVAN UN AUMENTO ABRUPTO DE EA por A. • A PARTIR DE A=20, EA VARÍA POCO.

EA v/s A • NÚCLEOS CON Nº MÁSICO A INTERMEDIO SON MÁS ESTABLES (ALTO VALOR DE EA): Fe, Co, Ni. : FUERZAS DE ATRACCIÓN MÁS INTENSAS.

EA v/s A: CONSECUENCIAS • NÚCLEOS MÁS PESADOS: GANAN ESTABILIDAD FISIONANDOSE EN 2 NÚCLEOS DE PESO INTERMEDIO: LIBERAN ENERGÍA. • NÚCLEOS MUY LIGEROS: LIBERAN MAYOR CANTIDAD DE ENERGÍA FUSIONÁNDOSE PARA FORMAR NÚCLEOS DE MAYOR MASA