Page 720 - Fisica General Burbano
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REACCIONES NUCLEARES 739
sí, estelas de gotitas de agua, que iluminadas lateralmente, pueden ser fotografiadas quedando, de
esta forma, determinada la trayectoria de la partícula.
En el recinto que se indica en la figura se provoca un alto vacío. Abierta la llave de paso cuan-
do un contador exterior indica la incidencia de una partícula, el pistón sufre un brusco retroceso y
el gas cargado de vapor de agua experimenta una expansión que lo enfría, quedando sobresatura-
do (cuestión XX-41), y formándose la estela de gotitas de agua antes descrita.
La fotografía de la figura XXX-20 corresponde a la reacción:
14 4 He 17 1 H
7 N + 2 ® 8 O + 1
El gas que llena la cámara de Wilson es nitrógeno. Cada vez que una partícula a provoca la
reacción nuclear descrita, su trayectoria se escinde en dos divergentes; la más gruesa señala la tra-
yectoria del núcleo de oxígeno y la más fina la del protón. La interpretación de la fotografía se
aclara en el esquema de la figura XXX-21.
La CÁMARA DE BURBUJAS tiene un funcionamiento análogo a la de niebla; en lugar de un vapor
sobreenfriado, utiliza un líquido sobrecalentado (cuestión XX-41), en el que el paso de una partí-
cula ionizante provoca la formación de pequeñas burbujas. Se suele utilizar hidrógeno líquido, que Fig. XXX-20. Fotografía obtenida
hierve a 225ºC a presión normal, pero que lo hace a 246ºC si se mantiene a 6 atmósferas. Para en una cámara de niebla. Los tramos
registrar una traza se hace disminuir rápidamente la presión un instante antes del paso de la partí- rectos divergentes son trazas dejadas
cula, y el líquido inicia la ebullición en los iones dejados por ésta. Inmediatamente después se por partículas a.
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vuelve a aumentar la presión para evitar que ebulla todo el líquido de la cámara, y se fotografía la
traza de burbujas obtenida.
PROBLEMAS:19 al 59.
C) REACCIONES NUCLEARES
XXX 21. Reacciones nucleares. Clasificación
Son reacciones nucleares las que se verifican entre núcleos, o entre un núcleo y una partí-
cula o fotón g.
De la misma forma que los átomos pueden reaccionar químicamente entre sí, también los nu-
cleones y los mismos núcleos pueden reaccionar y formar uno o varios núcleos nuevos. Sin em-
bargo las reacciones nucleares son distintas de las atómicas fundamentalmente por dos motivos.
Por un lado, el diámetro del átomo es del orden de 10 veces el de núcleo, con lo que las reac- Fig. XXX-21. Las trazas que emer-
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ciones entre núcleos son muchos menos frecuentes que entre átomos; y por otro lado, entre los nú- gen del punto señalado en la figura
cleos existe siempre la repulsión electrostática debida a sus cargas positivas. XXX-20 corresponden al oxígeno, la
Para facilitar las reacciones nucleares existen dos procedimientos. El primero es aumentar la más gruesa, y al protón la más fina.
temperatura para que los núcleos adquieran la energía cinética que les permita vencer la repulsión
culombiana; ahora bien, las energías involucradas en estas reacciones son generalmente de varios
MeV, sin embargo un aumento de 3 000º en la temperatura supone un aumento de la energía del
núcleo de 0,4 eV; por tanto, las reacciones nucleares sólo pueden provocarse de esta forma ele-
vando la temperatura en millones de grados. Estas reacciones se denominan termonucleares y son
las que tienen lugar en las estrellas.
El segundo procedimiento consiste en el bombardeo de núcleos, generalmente fijos en un mate-
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rial sólido, por neutrones o por partículas cargadas, como a, protón p ( H) o deuterón d ( H), que
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han sido dotadas de gran energía cinética en un acelerador. Por el mismo procedimiento, en los
actuales aceleradores se provocan choques frontales entre haces de partículas y entre una partícu-
la y su antipartícula.
Una reacción nuclear simboliza abreviadamente de la forma:
A (a, b) B
donde A es el núcleo que hace de blanco, a el proyectil, B el núcleo residual y b una partícula emi-
tida.
El estudio de las reacciones nucleares comenzó en 1919 cuando Rutherford bombardeó nitró-
geno con partículas a, y observó la formación de oxígeno; esta reacción, mencionada en la cues-
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tión anterior, se puede escribir abreviadamente de la forma: 14 7 N(a, p) O
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Es posible expresar la ecuación de una reacción sin hacer constar el número atómico ya que
basta con el símbolo del elemento; por ejemplo, la primera reacción de transmutación de un ele-
mento en otro obtenida mediante partículas aceleradas artificialmente, realizada por Cockcroft y
Walton, es:
7 1 4 4 7 Li (p, a) He
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Li + H ® He + He Û
Se pueden clasificar las reacciones nucleares en dos grandes grupos: dispersión y transmuta-
ción.
La DISPERSIÓN se produce cuando el blanco captura el proyectil y en un corto intervalo de tiem-
po emite una partícula idéntica a la capturada, aunque no necesariamente la misma; es decir, los
