Alfa, beta, gamma (II)

Daniel Cano Ott
En esta segunda entrega de nuestro curso de física nuclear Alfa, beta, gamma… explicaremos lo que es la emisión alfa.

Como mencionamos en un mensaje anterior, el núcleo atómico está formado por protones y neutrones. Los neutrones son eléctricamente neutros y los protones tienen carga positiva.


Figura 1. El modelo atómico actual, con su núcleo en el centro formado
por protones y neutrones y los electrones orbitando alrededor.

Sabemos que las cargas de igual signo se repelen gracias a la ley de Coulomb,

que sostiene que la fuerza entre dos cargas es proporcional al producto del valor de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Dada la corta distancia que separa los protones entre sí, del orden de unos pocos fermis (1 fermi = 1 femtómetro = 10-15 m), la fuerza de repulsión eléctrica que existe entre ellos es realmente enorme. ¿Qué es lo que hace que los protones permanezcan en el núcleo y no salgan repelidos? La respuesta está en la fuerza o interacción nuclear fuerte. Como su propio nombre sugiere, es mucho más intensa que la fuerza eléctrica, capaz de mantener a los protones unidos dentro del núcleo. Es también responsable de ligar a los neutrones, porque a efectos de la interacción fuerte, protones y neutrones son partículas idénticas.

Podemos describir el núcleo atómico como un objeto aproximadamente esférico con un diámetro de pocos fermis, dentro del cual se forman configuraciones de protones y neutrones, o agregados entre ellos, más o menos estables. Y de entre todos los agregados posibles, uno de los más estables es la partícula alfa: un núcleo desnudo de He formado por 2 protones y 2 neutrones que se mantiene excepcionalmente unido.


Figura 2. Un núcleo ligeramente deformado puede ser capaz de emitir
espontáneamente una partícula alfa.

A pesar de su enorme magnitud, la interacción fuerte tiene un alcance muy corto. Su rango es tan pequeño ni siquiera puede llegar de un extremo a otro de un núcleo atómico de tamaño medio o grande. Si el núcleo se deforma ligeramente, el balance entre las fuerzas nucleares y electromagnéticas puede verse alterado en favor de la fuerza de repulsión eléctrica. Cuando eso sucede, un estado agregado dentro del núcleo puede salir expelido. Se llama desintegración alfa o emisión alfa al proceso en el cual la parte del núcleo emitida es una partícula alfa. Sin embargo, algunos núcleos también son capaces de emitir otras partículas más pesadas como núcleos de Carbono-12, Oxígeno-16… Y por último, tenemos el dramático caso en el que el núcleo puede partirse en dos (o más) fragmentos, proceso conocido como la fisión espontánea.

Enlaces de interés:
- Curso de física nuclear básica Alfa, beta, gamma

Etiquetas:

Si te gustó esta entrada anímate a escribir un comentario o suscribirte al feed y obtener los artículos futuros en tu lector de feeds.

(requerido)

(requerido)


*