La naturaleza atómica de la materia
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El núcleo Atómico
EL NÚCLEO
Como se mencionó anteriormente, el núcleo está compuesto principalmente por protones y neutrones, a los que se llaman genéricamente nucleones. Estas partículas, al igual que los electrones poseen una cantidad de movimiento angular orbital y también de espín, con sus correspondientes momentos magnéticos asociados.
La fuerza que mantiene unidas a las partículas dentro del núcleo se denomina fuerza nuclear, que es un ejemplo de una interacción fuerte. Esta fuerza no tiene en cuenta la carga del nucleón, es de muy corto alcance y favorece el enlace de nucleones con espines opuestos. Para poder extraer los nucleones, es preciso entonces, proporcionar energía al núcleo, para vencer esta interacción.
La cantidad de energía necesaria para separar un nucleón es la que se denomina energía de enlace y la unidad que se utiliza generalmente para expresar esta energía es el electrón voltio (eV).
eV: Se define como un electrón voltio, la variación de la energía cinética que experimenta un electrón al moverse en un campo eléctrico con una diferencia de potencial de un voltio.
Hay dos conceptos básicos que debemos rescatar
Número atómico:
Se representa con la letra Z. Este número indica la cantidad de protones en el núcleo.
Todos los átomos con un mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas propiedades químicas.
Por ejemplo, si tienen un solo protón se trata de un átomo de hidrógeno (Z = 1).
Número másico
El número másico se representa con la letra A. Hace referencia a la suma de protones y neutrones que contiene el elemento. Los isótopos son dos átomos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones.
Los isótopos de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.
Profundicemos en el concepto de Isótopo ...
Los Isotopos
Dentro de cada elemento químico existen varias especies atómicas que difieren en su masa atómica. Estas especies de un mismo elemento se llaman isótopos
Ocurre que existen varias especies atómicas (o clases de átomos) que tienen el mismo número atómico pero poseen números másicos distintos. Esto significa que dentro de cada elemento químico existen varias especies atómicas que difieren en su masa atómica. Estas especies de un mismo elemento se llaman isótopos, nombre que alude (isos: igual; topos: lugar) a que estos átomos ocupan el mismo lugar en la tabla periódica de los elementos. Por ejemplo, el hidrógeno tiene tres isótopos: el isótopo con A=1, denominado protio (que carece de neutrones); el isótopo con A=2, llamado deuterio (que posee 1 neutrón); y el isótopo con A=3, denominado tritio (que posee 2 neutrones).
¿Qué es Energía Nuclear?
La energía nuclear es la energía contenida en el núcleo de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un elemento químico manteniendo sus propiedades.
Existen dos tipos principales de reacciones nucleares: la fusión nuclear y la fisión nuclear.
- En la fusión nuclear, la energía se libera cuando núcleos de átomos ligeros se combinan entre sí para formar un núcleo estable más pesado. La energía producida por el Sol tiene este origen.
- En la fisión nuclear, núcleos de átomos pesados, sobre los que se hacen incidir neutrones, se descomponen en núcleos más pequeños y ligeros, liberando la energía que mantiene unidos los neutrones y protones que los forman y emitiendo dos o tres neutrones. Estos, a su vez, pueden producir más fisiones al interaccionar con nuevos núcleos pesados que emitirán nuevos neutrones y así sucesivamente, de manera que la reacción se mantenga por sí misma. Este efecto multiplicador se conoce como reacción de fisión nuclear en cadena.
Las centrales nucleares utilizan la gran cantidad de energía calorífica generada en la reacción de fisión nuclear en cadena para producir electricidad. Para ello, convierten agua en estado líquido en vapor a alta temperatura, que se utiliza para accionar un grupo turbina-alternador, en el que se genera la energía eléctrica.
Más adelante veremos qué es la radioactividad, ahora te comparto un video que seguramente resolverá muchas dudas que surgen al hablar de centrales nucleares, acaso ¿hablar de energía nuclear es hablar de bombas nucleares? la realidad es que no es así, es importante señalar que la energía nuclear nos acerca a la posibilidad de liberarnos del uso del petróleo, que como sabemos es un recurso limitado.
El siguiente video es super interesante
La energía nuclear tiene muchas aplicaciones, aunque en esta ocasión nos concentraremos en los usos ambientales en la siguiente imagen te presento un resumen de sus usos.
