Que Es Fi Sica Nuclear

Diego A. Torres

Diego A. Torres

Que es Fsica Nuclear?

Curso de Proteccion Radiologica para Aplicaciones Industriales

Diego A. Torres

La fsica nuclear es una rama de lafsica que estudia los constituyentesy las interacciones del nucleo atomico.

Que es Fsica Nuclear?

Curso de Proteccion Radiolologica para Aplicaciones Industriales 2013

Diego A. Torres

Protones

NeutronesElectrones

Cuales son los contituyentes del universo que conocemos?


Diego A. Torres

Protones

NeutronesElectrones

El Modelo Standard de partculas elementales



Diego A. Torres


La materia y la energa perdida del universo


Diego A. Torres

Algo de Historia

1896: Antoine Henry Becquerel (1852 - 1908)descubre la radioactividad espontaneamientras estudiaba el fenomeno defosforecencia emitida por sales de Uranio.


Diego A. Torres

1896: Antoine Henry Becquerel (1852 - 1908)descubre la radioactividad espontaneamientras estudiaba el fenomeno defosforecencia emitida por sales de Uranio.

1897: Joseph John Thompson (1856 - 1940)descubre el electron.

Algo de Historia


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1898: Marie Curie (1867 - 1934) yPierre Curie (1959 - 1906)postulan la existencia del Polonio,un nuevo elemento radioactivo.

1903: A Antoine Becquerel, Marie Curie yPierre Curie les fue otorgadoel premio Nobel de fsica por eldescubrimiento de la radioactividad.

Algo de Historia


Decaimiento Alpha Decaimiento Beta Decaimiento Gamma

Diego A. Torres

Que es la radioactividad?

El decaimiento radioactivo es un proceso en el cual un nucleo

atomico, de un atomo inestable, se convierte en otro nucleo

y emite radiacion ionizante.


Papel

Aluminio

Plomo

Diego A. Torres

Que es la radioactividad?

separaron la radiacion en tres tipos.

En 1899 y 1900 Ernest Rutherford y Paul Villard


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Decaimiento Alpha

Emision de una partcula compuesta de dos protones y dos neutrones.

Usos:*) Detectores de humo.*) Generadores electricos de radioisotopo, utilizados en sondas espaciales y marcapasos.*) Tratamiento de tumores cancerigenos.*) Venenos de difcil trazabilidad. Polonio-210, 138.4 das de vida media.

Alexander V. Litvinenko (2006) y probablemente Yasser Arafat fueron muertos utilizando Polonio-210.*) Iniciador de bombas atomicas.


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Decaimiento Beta

Usos:

*) Control de calidad del espesor de hojas de papel.

Emision de un electron de alta energa, partcula .

p n + e+ +

n p + e +

El proceso es mediado por la interaccion debil.

*) Tratamientos de cancer de ojo y de huesos. Stroncio-90.

*) Lampara beta, o iluminacion de tritio. Emisor + fosforo.


Diego A. Torres

Usos:

Decaimiento Gamma

Emision de radiacion electromagnetica de alta energa.La emision es originada por el decaimiento nuclear,o por procesos de aniquilacion.

*) es altamente penetrante, por lo cual se requieren materialescomo el plomo para cubrir la fuentes emisorasde radiacion gamma.

*) Medicion de densidades y espesores en la industria qumica, Co-60 o Cs-137.


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Usos:

Decaimiento Gamma

Emision de radiacion electromagnetica de alta energa.La emision es originada por el decaimiento nuclear,o por procesos de aniquilacion.

*) es altamente penetrante, por lo cual se requieren materialescomo el plomo para cubrir la fuentes emisorasde radiacion gamma.

*) Medicion de densidades y espesores en la industria qumica, Co-60 o Cs-137.*) Registro de containers.


Decaimiento Gamma

Usos:*) Tratamiento de algunos tipos de cancer, gamma knife(Suecia).

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Decaimiento Gamma

Usos:*) Position Emission Tomography, PET Scan. Fludeoxiglucosa, emisor +.

Tc-99


E=mc2

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Albert Einstein y el maravilloso ano de 1905


E=mc2M

M mcE

Diego A. TorresCurso de Proteccion Radiolologica para Aplicaciones Industriales 2013

E=mc2

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Albert Einstein y el maravilloso ano de 1905

La relacion de equivalencia entre materia y energa fue, de cierto modo,anticipada por los trabajos de Bequerel y el matrimonio Curie.

Sin embargo para 1905 aun no se sabia que era lo que exactamenteoriginaba la radioactividad.

1932: James Chadwick descubre el electron.

1935: Yukawa completa el modelo del nucleo atomico con la explicacion de por quela fuerza nuclear fuerte es de corto rango.


E=mc2

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Masa del neutron=1.674 927 351(74) 1027 kg=939.569 378(21) MeV/c2

Masa del protron=1.672 621(74) 1027 kg=938.272 046(21) MeV/c2

Masa del electron=9.109 383 91(40) 1031 kg=0.510 998 928(11) MeV/c2

Albert Einstein y el maravilloso ano de 1905Una mirada al decaimiento beta

1 MeV = 1.783 1030 kg


ProtonesNeutrones

El Nucleo Atomico

El nucleo atomico es una region de una alta

densidad compuesta de protones y neutrones.

ProtonesNeutrones

El Nucleo Atomico



Diametro de alrededor de 1.751015m.

Masa del proton = 1.67261027 kg or 938.27 MeV/c2.

Masa del neutron = 1.67491027 kg or 939.57 MeV/c2.

Densidad promedio de 41027 kg/m3.

Energa de enlace 8 MeV/u.

ProtonesNeutrones

Protones Neutrones

El Nucleo Atomico



Terra Incognita

Prot

ones

El Mapa Nuclear

Neutrones

Nucleos estables

Nucleos conocidos

Diego A. Torres

R/ Protones, Neutrones, electrones.

Que preguntas ha podido responderla fsica nuclear?

Es posible convertir el plomo en oro?

Si el sol es una inmensa bola de fuego, en donde esta el humo?

R/ El sol emite radiacion debido a reacciones termonucleares.las cuales no producen humo.

Cuales son los componentes basicos del universo que conocemos?

R/ si!, pero es muy costoso.

R/ Los protones y neutrones esan compuestos por quarks,los electrones son partculas puntuales.

Estan los protones, neutrones y electrones compuestos por particulas mas pequenas?


Diego A. Torres

Cuales son las grandes preguntas de la fsica nuclear?

Como se formaron elementos mas pesados que el hierro en el universo?.

Cual es el origen de patrones simples en nucleos complejos?

Cual es el nucleo mas pesado que podemos formar en un laboratorio?

Cual es la naturaleza de la fuerza que mantiene unidos protones y neutronesen nucleos estables y radioactivos?

Como se comporta una estrella de neutrones?

Como es el proceso de explosion de una estrella?


Diego A. Torres

Reacciones Nucleares

Una reaccion nuclear es el proceso mediante el cual dos nucleos, o un nucleo

y una partcula subatomica, colisionan para producir uno o varios nucleos

diferentes de los nucleos iniciales.


Diego A. Torres

Fision Nuclear


Solamente el 0.7% del Uranio es U235.

Diego A. Torres

Fision Nuclear


Proyecto Itter, Francia.

Diego A. Torres

Fusion Nuclear


Gracias

Diego A. TorresCurso de Proteccion Radiolologica para Aplicaciones Industriales 2013

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