Física Nuclear

Propiedades globales de los núcleos

Espectrómetro de masasT = M v2 / 2

rE = M v2 / Q E

rM= M v / Q B

Normalizado a la presencia de Si (= 106)

Minutos tras el Big Bang

Fusión nuclear en estrellas

Explosiones de estrellas muy pesadas (Supernovas)

Desviaciones locales fruto de desintegraciones radioactivas

Aceleradores de baja energía: van de Graaff, ciclotrón, betatrón)

Energía de enlace para núcleos estables:

Masas también pueden ser determinadas de reacciones nucleares para elementos de vida media tan corta donde el Esp. De Masas no puede estudiarlos

Co

nsi

der

ado

s in

div

idu

alm

ente

~7-8 MeV /nucleón

Modelo Nuclear de Gas de Fermiy

Modelo de Capas (Shell)

Z<120: campo coulombiano es de largo alcance frente a atracción corto alcance fruto residual de la fuerza fuerte por intercambio de piones (potencial de Yukawa).

Termino coulombiano (Z2) > término de volumen (~A)

Modelos colectivos: Gota de Agua, Gota de agua + movilidad (Aage Bohr and Ben Mottleson, rotaciones y vibraciones)

Núcleo en equilibrio no es necesariamente esférico, puede ser elipsoidal o más deformado aun

Los nucleones se mueven libremente dentro del núcleo, los enlaces entre nucleones son débiles: la distancia media entre nucleones es mayor que la del radio principal del núcleo

B’

EFp

EFn

B’ = 7-8MeV

Si Z=N=A/2

EF = pF2 / 2M

≈ 33MeV

V0 = EF + B’ ≈ 40MeV

Spin=½ →Fermiones Estadística de Fermi-Dirac: PE Pauli

p≡n en cuanto interacción fuerte (mismo isospín, I3=± ½ ): Campo coulombiano rompe la simetría de Isospín

Protones Neutrones

Los números mágicos aparecen cuando los saltos entre niveles de energía sucesivos son marcadamente grandes

Doblemente mágicos

20882Pb126

4828Ni20

4820Ca28

4020Ca20

168O8

42He2

Gases nobles

Rn

Xe

Kr

Ar

Ne

He

Desintegración

N

Z

La gran variación en las vidas medias se explica por el factor de Gamow en el exponente: G ~ Z/ ~ Z/√E

Pequeñas diferencias en la energía de la partícula tienen un fuerte efecto en la vida media

N/P>1 emission

La mayoría e los emisores son más pesados que el Pb. Para núcleos con A≤140 también s posible pero la energía liberada es extremadamente pequeña: vidas medias tan grandes que no llegan a observarse