Enerxía nuclear: Diferenzas entre revisións

Sir [[James Chadwick]] descubriu o [[neutrón]] en 1932, ano que pode considerarse como o inicio da física nuclear moderna.<ref>Settle, Frank (2005), [http://web.archive.org/web/http://www.chemcases.com/nuclear/nc-01.htm Nuclear Chemistry. Discovery of the Neutron (1932)] (en inglés), General Chemistry Case Studies, en ''chemcases.com''. [08-04-2008]</ref>

 

 

Todos os átomos [[carga eléctrica|neutros]] (sen carga eléctrica) posúen o mesmo número de electróns que de protóns. Un elemento químico pódese identificar de forma inequívoca polo número de protóns que posúe o seu núcleo; este número chámase [[número atómico]] (Z). O número de neutróns (N) con todo pode variar para un mesmo elemento. Para valores baixos de Z ese número tende a ser moi parecido ao de protóns, pero ao aumentar Z necesítanse máis neutróns para manter a estabilidade do núcleo. Aos átomos aos que só lles distingue o número de neutróns no seu núcleo (en definitiva, a súa masa), chámaselles [[isótopo]]s dun mesmo elemento. A [[masa atómica]] dun isótopo vén dada por <math>A=Z+N</math> [[Unidade de masa atómica|u]], o número de protóns máis o de neutróns ([[nucleón]]s) que posúe no seu núcleo.

Para denominar un isótopo adoita utilizarse a letra que indica o elemento químico, cun superíndice que é a masa atómica e un subíndice que é o número atómico (p. ex. o isótopo 238 do [[uranio]] escribiríase como <math>_{92}^{238}\!U</math>).

=== O núcleo ===

{{AP|Núcleo atómico}}

Os neutróns e protóns que forman os núcleos teñen unha masa aproximada de 1&nbsp;[[Unidade de masa atómica|u]], estando o protón cargado eléctricamente con carga positiva +1, mentres que o neutrón non posúe [[carga eléctrica]]. Tendo en conta unicamente a existencia das forzas [[Interacción electromagnética|electromagnética]] e [[gravidade|gravitatoria]], o núcleo sería inestable (xa que as partículas de igual carga repeleríanse desfacendo o núcleo), facendo imposible a existencia da materia. Por este motivo (xa que é obvio que a materia existe) foi necesario engadir aos modelos unha terceira forza: a [[Interacción nuclear forte|forza forte]] (hoxe en día ''forza nuclear forte residual''). Esta forza debía ter como características, entre outras, que era moi intensa, atractiva a distancias moi curtas (só no interior dos núcleos), sendo repulsiva a distancias máis curtas (do tamaño dun [[nucleón]]), que era central en certo rango de distancias, que dependía do [[spin]] e que non dependía do tipo de [[nucleón]] (neutróns ou protóns) sobre o que actuaba. En [[1935]], [[Hideki Yukawa]] deu unha primeira solución a esta nova forza establecendo a [[hipótese]] da existencia dunha nova partícula: o [[mesón]]. O máis lixeiro dos mesóns, o [[pion]], é o responsable da maior parte do [[Enerxía potencial|potencial]] entre nucleóns de longo alcance (1&nbsp;r[[femtómetro|fm]]). O [[potencial de Yukawa]] (potencial OPEP) que describe adecuadamente a interacción para dúas partículas de spins <math>s_1</math> e <math>s_2</math> respectivamente, pódese escribir como:

[[Ficheiro:Fission product-en.svg|miniatura|Distribución típica das masas dos produtos de fisión. A gráfica representa o caso do uranio 235.]]

[[Ficheiro:Nuclear fission.svg|miniatura|Esquema do fenómeno da fisión do ²³⁵U. Un neutrón de baixa velocidade (térmico) impacta nun núcleo de uranio desestabilizándoo. Este divídese en dúas partes e ademais emite unha media de 2.5 neutróns por fisión.]]

 

Para pescudar o comportamento desta reacción repetiu o experimento sistematicamente en todos os elementos da [[Táboa periódica dos elementos|táboa periódica]]. Así descubriu novos elementos radioactivos, pero ao chegar ao [[uranio]] obtivo resultados distintos. [[Lise Meitner]], [[Otto Hahn]] e [[Fritz Strassmann]] conseguiron explicar o novo fenómeno ao supoñer que o núcleo de uranio ao capturar o neutrón escindíase en dúas partes de masas aproximadamente iguais. De feito detectaron [[bario]], de masa aproximadamente a metade que a do uranio. Posteriormente pescudouse que esa escisión (ou fisión) non se daba en todos os isótopos do uranio, senón só no ²³⁵U. E máis tarde aínda, sóubose que esa escisión podía dar lugar a moitísimos elementos distintos, cuxa [[distribución de probabilidade|distribución]] de aparición é moi típica (similar á dobre chepa dun camelo).