Ciencias Físicas-2 - FÍSICA ATÓMICA y NUCLEAR

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ACTIVIDAD - Número de desintegraciones nucleares espontáneas que una fuente radiactiva sufre por unidad de tiempo.

ALFA -
Radiación alfa, radiación formada por corpúsculos emitidos por cuerpos radiactivos, compuesta por dos neutrones y dos protones.

ANIQUILACIÓN - Reacción en la que una partícula y su antipartícula desaparecen, liberando energía.

ANTIPARTÍCULA - Partícula elemental (positón, antiprotón, antineutrón), de igual masa pero de propiedades electromagnéticas y de carga bariónica o leptónica opuestas a las de la partícula correspondiente.

ÁTOMO - La menor partícula en que puede dividirse un elemento simple sin que pierda sus propiedades químicas y pudiendo ser objeto de una reacción química. El átomo está formado por un conjunto de nucleones (protones y neutrones), situados en el núcleo, que concentra la casi totalidad de la masa atómica y a cuyo alrededor gira, en distintos orbitales, un número de electrones igual al de protones. El concepto de átomo como partícula indivisible se encuentra ya en la Grecia presocrática, con Leucipo y Demócrito, quienes postularon, además, los principios de cuantificación y conservación de la materia. En 1803, Dalton emitió su hipótesis atómica: los elementos están formados por átomos, y los compuestos por grupos de éstos (moléculas). Los experimentos de Thomson (1897) con rayos catódicos y la identificación de éstos con los corpúsculos llamados electrones, constituyentes de la electricidad, indicaron la posibilidad de que el átomo fuera divisible en componentes (partículas) más elementales. Los trabajos de Rutherford (1911) bombardeando láminas metálicas con partículas llevaron a distinguir en el átomo un núcleo pequeño (diámetro del orden de 10--12 cm) y pesado y una nube electrónica dispuesta en capas concéntricas que abarcaban un diámetro de 10--8 cm. El átomo más sencillo, el de hidrógeno, consta de un solo nucleón (protón) y un solo electrón en su corteza; los átomos más complejos tienen en el núcleo tantos nucleones como indica su masa atómica, de los cuales son protones (con carga positiva) en cantidad igual al número atómico (número de orden en la tabla periódica) y neutrones (sin carga) el resto. La carga positiva del núcleo se contrarresta con una igual de sentido contrario correspondiente a los electrones de la corteza atómica. En 1913, N. Bohr, basándose en los conocimientos que facilitaba la mecánica cuántica, y para explicar de modo adecuado las líneas espectrales, presentó un modelo atómico que establecía y cuantificaba (mediante los números cuánticos) la distribución de los electrones alrededor del núcleo, la forma orbital en que se movían y las condiciones bajo las cuales éstos saltaban de una a otra órbita. Posteriormente, Sommerfeld completó el mencionado modelo con un tercer número cuántico, con el que precisó que las órbitas electrónicas eran elípticas y no coplanarias. En 1925, Uhlenbeck y Goudsmit demostraron que los electrones atómicos tienen un movimiento de rotación (spin o espín), que se define con un cuarto número cuántico. El estudio del núcleo atómico ha dado lugar a la física nuclear, y ésta ha puesto de ma nifiesto la existencia de numerosas partículas subatómicas. Las teorías ondulatorias de Schrödinger sobre las partículas elementales hacen considerar los niveles energéticos u orbitales de Bohr bajo una nueva perspectiva, en la que el concepto de posición de un partícula se convierte en la probabilidad de presencia de una onda estacionaria.

BARIÓN - Nombre genérico de las partículas elementales de masa por lo menos igual a la del protón.

BETA -
Rayos beta, flujo de electrones o de positrones emitido por ciertos elementos radiactivos.

BOMBARDEAR - Proyectar partículas, a gran velocidad, contra los átomos de un elemento.

BOMBARDEO -
Bombardeo del átomo, proyección de partículas sobre un blanco, emitidas por una sustancia radiactiva o aceleradas por aparatos especiales.

BOSÓN - Partícula cuántica que obedece a la estadística de Bose-Einstein.

CAPA - Conjunto de los estados electrónicos de un átomo, caracterizados por un mismo número cuántico principal.

CONTAMINACIÓN - Estado de una sustancia maculada por una impureza radiactiva, que emite una radiación peligrosa.

CORPUSCULAR -
Teoría corpuscular, teoría basada en la discontinuidad de la materia, la electricidad y la energía.

CORPÚSCULO - Partícula elemental, electrizada o no, proveniente de la desintegración del átomo.

CORTEZA - Parte externa del átomo, que rodea al núcleo, formada por electrones dispuestos en capas o niveles de energía.

CUÁNTICO -
Números cuánticos, conjunto de cuatro números que definen las características de cada uno de los electrones planetarios de un átomo.
Teoría cuántica, teoría física que trata del comportamiento de los objetos físicos a nivel microscópico (átomos, núcleos, partículas).

DEFECTO -
Defecto de masa, diferencia entre la suma de las masas de las partículas constitutivas de un átomo y la masa de este átomo.

DESEXCITACIÓN - Retorno de una molécula, un átomo o un núcleo excitados a su estado de energía mínima.

DESINTEGRACIÓN - Transformación espontánea o provocada de un núcleo atómico o de una partícula elemental, dando lugar a uno o varios átomos o a otras partículas.

DEUTÓN o DEUTERÓN - Núcleo del átomo del deuterio, formado por un protón y un neutrón.

DIFUSIÓN - Movimiento de un conjunto de partículas en un medio ambiente, bajo la acción de diferencias de concentración, temperatura, etc.; tendiendo a igualar sus magnitudes. Cambio de la dirección o de la energía de una partícula tras una colisión con otra partícula.

DOBLETE -
Doblete electrónico, conjunto de dos electrones mediante el cual se forma el enlace de los átomos en determinadas moléculas.

ELECTRICIDAD - Nombre que se da a una de las formas de energía, que manifiesta su acción por fenómenos mecánicos, caloríficos, luminosos, químicos, etc. Agente fundamental constitutivo de la materia, que se manifiesta como una de las formas de la energía, caracterizada por la acción específica de los electrones. Conjunto de los fenómenos físicos en los que participan las cargas eléctricas tanto en reposo como en movimiento. Corriente eléctrica. Aplicaciones de esta energía. La materia está compuesta por átomos que contienen un número igual de electrones (con carga elemental negativa) que de protones (con carga positiva). Es, por tanto, eléctricamente neutra. Un déficit de electrones en un átomo da lugar a una carga eléctrica positiva; por el contrario, un exceso de electrones determina una carga eléctrica negativa. La electrostática es el estudio de estas cargas en reposo.

ELECTRÓN - Partícula elemental cargada de electricidad negativa, uno de los elementos constituyentes del átomo. Descubierto por Thomson en 1897, el electrón fue la primera partícula elemental conocida. Su masa en reposo es de 9,106 . 10-28 g; la carga eléctrica, negativa, es la mínima carga existente e igual a 1,602 . 10-19 C; su espín vale 1/2 y su diámetro es del orden de 10-13 cm. Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estables, caracterizando las propiedades químicas de los elementos. En estado libre se identifican con las partículas de las emisiones radiactivas y con los rayos catódicos que se producen en los tubos de descarga disruptiva. Al igual que todas las partículas dotadas de masa, el electrón goza de una doble naturaleza, corpuscular y ondulatoria al mismo tiempo. La parte externa de cualquier átomo está formada por capas de electrones cada vez más alejadas del núcleo. El número y la disposición de los electrones de la capa más periférica determinan la valencia y las propiedades químicas del elemento. Estos electrones pueden ponerse en movimiento por la acción de un campo eléctrico y propagarse en el vacío (rayos catódicos, beta, etc.). Las trayectorias de los electrones en movimiento son desviadas por campos eléctricos o magnéticos que permiten determinar sus características. Según la mecánica ondulatoria, los electrones también presentan el carácter de una onda. Los positrones, electrones positivos, se originan por la materialización de un fotón.
Electrón positivo. Positrón.

ELECTRÓN-VOLTIO - Unidad de medida de energía utilizada en física nuclear, de símbolo eV, que equivale a la energía adquirida por un electrón acelerado bajo una diferencia de potencial de 1 voltio en el vacío, que equivale aproximadamente a 1,60219·u10-¹9 julios.

ESPALACIÓN -. Fragmentación, en numerosas partículas, del núcleo de un átomo por efecto de un bombardeo corpuscular suficientemente intenso.

ESPECTRO -
Espectro atómico. Espectro que se obtiene a partir de las radiaciones emitidas por los átomos.
Espectro de masas. Espectro representativo de las distintas masas que componen una radiación corpuscular, que dan constancia de los distintos isótopos que la originan.
Espectro nuclear. Espectro de los rayos gamma que emite un núcleo atómico.

ESPÍN - Momento angular intrínseco de una partícula subatómica, caracterizado por su movimiento de rotación. La existencia del espín, inicialmente propuesta para hallar una explicación al efecto Zeeman anómalo, fue demostrada experimentalmente por Stern y Gerlach y permite la cuantificación del momento angular total de una partícula en un átomo, como suma del momento de traslación orbital y el momento de rotación axial o espín. El espín de los bosones es un múltiplo entero y el de los fermiones un múltiplo semientero de la cantidad h/2, donde h es la constante de acción de Planck. En particular, el electrón tiene espín igual a +1/2 o a -1/2.
Espín isotópico. Variable cuyo espectro de valores propios identifica la carga
eléctrica que puede tomar un partícula, con sus valores -1, 0 y +1.
Espín nuclear. Momento de la cantidad de movimiento del núcleo de un átomo.

EXCITAR - Hacer pasar un átomo, un núcleo o una molécula de un nivel de energía a otro superior.

EXTRAÑEZA - Número cuántico que se emplea para caracterizar a ciertas partículas que están sujetas a interacciones de tipo fuerte.

FACTOR -
Factor de multiplicación, número de neutrones liberados cuando un neutrón desaparece en el curso de una reacción nuclear.

FERMIÓN - Nombre dado a toda partícula que obedece a la estadística de Fermi-Dirac, como los electrones, nucleones, etc.

FÉRTIL - Dícese del elemento químico que puede convertirse en fisible por la acción de los neutrones.

FÍSICA -
Física atómica, estudio teórico y experimental de las propiedades del átomo aislado.

FISIÓN -. División del núcleo de un átomo pesado (uranio, plutonio, etc.) en dos o varios fragmentos, causado por un bombardeo de neutrones, con liberación de una enorme cantidad de energía y varios neutrones. La energía liberada en una reacción de fisión procede de la desintegración de una parte de la masa del núcleo atómico fisionado. Los productos de la fisión son radiactivos; son la causa de los efectos radiactivos de las bombas atómicas y constituyen los residuos radiactivos de las centrales nucleares. Los neutrones que se desprenden al fisionarse un núcleo producen a su vez la fisión de otros núcleos vecinos, dando lugar a la reacción en cadena. Pueden sufrir la fisión, con mayor o menor probabilidad, todos los núcleos de elementos pesados a partir del torio. Los neutrones inductores de fisión pueden ser lentos (o térmicos), como en el caso del uranio 235, el uranio 233 y el plutonio 239, o rápidos, como en el caso del uranio 238.

FUSIBLE - Dícese de un medio en el que se pueden dar reacciones de fusión nuclear con desprendimiento de energía.

FUSIÓN - Unión de varios núcleos atómicos ligeros, a temperatura muy elevada, con formación de núcleos más pesados y gran desprendimiento de energía. La fusión es, junto con la fisión, uno de los orígenes posibles de la energía nuclear. En la fusión intervienen núcleos ligeros, fundamentalmente los isótopos del hidrógeno: deuterio y tritio. Cuando se fusionan estos núcleos, se libera una gran cantidad de energía procedente de una pérdida de masa, según estableció Einstein (E = mc²). Pero la fusión de los núcleos ligeros presenta dificultades, tanto desde el punto de vista tecnológico, como teórico.

GAMMA -
Rayos gamma, radiaciones emitidas por los cuerpos radiactivos, semejantes a los rayos X, pero mucho más penetrantes y de menor longitud de onda, provistas de una potente acción biológica.

HADRÓN - Partícula elemental susceptible de sufrir interacciones fuertes (nucleones, mesones...), por oposición a los leptones.

HAZ - Flujo de partículas elementales producidas por un acelerador, seleccionadas y después concentradas en un blanco o un detector.
Haz atómico o molecular, conjunto de átomos o de moléculas, de velocidades y direcciones muy próximas, que se propagan en un espacio vacío.

HUECO - Emplazamiento que queda vacante en una red cristalina, al desplazarse un electrón en el interior de la red.

INDETERMINACIÓN -
Principio de indeterminación, principio según el cual en microfísica es posible atribuir simultáneamente a una partícula, en un instante dado, una posición y una cantidad de movimiento infinitamente precisas. SIN.: principio de incertidumbre.

INTERACCIÓN - Acción recíproca que se ejercen entre sí las partículas elementales (gravitacional, electromagnética, débil [radiactividad y desintegración] y fuerte [fuerza nuclear]).

IÓN o ION - Átomo o grupo de átomos que han ganado o han perdido, por electrólisis o bajo la acción de radiaciones, uno o varios electrones.

ISÓTOPO - Cada uno de los átomos que pertenecen a un mismo elemento, pero tienen distinto número de neutrones. Los isótopos tienen distinta masa atómica, debido a la variación en el número de neutrones, pero poseen la misma cantidad de protones en su núcleo y de electrones en sus niveles de energía, por lo que sus propiedades químicas son casi iguales. Descubiertos inicialmente por J.J. Thomson en 1912, en la actualidad se conocen cerca de 300 isótopos naturales del centenar de elementos simples, además de los que pueden conseguirse mediante transmutaciones atómicas. Se denominan isótopos radiactivos aquellos cuya inestabilidad les lleva a descomponerse emitiendo partículas radiactivas, con lo que en un período de tiempo más o menos corto se transforman en otro isótopo u otro elemento. Los isótopos radiactivos o radioisótopos tienen numerosas aplicaciones en la industria y en la investigación científica.

KAÓN o KA - Partícula elemental (K), neutra o cargada positiva o negativamente, cuya masa es 965 veces la del electrón.

LEPTÓN -. Partícula elemental que no sufre interacciones nucleares (electrón, neutrino, muón).

MAGNETÓN - Momento magnético elemental. (El magnetón de Bohr es eh/2pim [e y m = carga y masa del electrón, h = constante de Planck].)

MASA -
Masa atómica, relación entre la masa del átomo de un elemento y la doceava parte de la masa del átomo de carbono 12.
Masa crítica, cantidad mínima de una sustancia fisible necesaria para que pueda establecerse espontáneamente y mantenerse por sí misma una reacción en cadena.
Número de masa, número total de partículas, protones y neutrones, que constituyen el núcleo de un átomo.
Unidad de masa atómica, unidad de medida de masa atómica (símbolo u) igual a la fracción 1/12 de la masa de núcleo ¹²C y que vale aproximadamente 1,66056·u10-²7 kilogramos.

MATERIALIZACIÓN - Transformación de energía radiante, fotón, en partículas de masa no nula, electrones, positrones.

NEUTRINO - Partícula fundamental leptónica de carga nula y masa nula o extremadamente pequeña, de la que existen numerosas especies, asociada a los diferentes leptones cargados (electrón, muón, etc.).

NEUTRÓN - Partícula elemental de carga eléctrica nula, espín igual a 1/2 y masa de 1,674.10-24 gramos. El neutrón tiene una masa muy semejante a la del protón, pero no posee carga eléctrica. Es inestable en estado libre y se transforma en un protón, un electrón y un antineutrino. La difracción de los neutrones sirve para determinar la estructura atómica de los sólidos cristalinos; su impacto sobre núcleos pesados (uranio, plutonio) produce las reacciones de fisión nuclear. Descubierto por J. Chadwick en 1932, el neutrón es, junto con el protón, uno de los componentes fundamentales del núcleo atómico, y se encuentra en el de todos los elementos, con la excepción del de hidrógeno. En estado libre es una partícula inestable, que se desintegra con rapidez dando lugar a un protón, un electrón y un neutrino. Se encuentran neutrones libres en los rayos cósmicos y también se forman en las reacciones nucleares. Tienen importancia fundamental en los procesos de fisión nuclear, previamente ralentizados de una velocidad media superior a los 2.000 m/seg (neutrones rápidos) a una velocidad media inferior (neutrones lentos o térmicos), para lo cual se utiliza un moderador. La longitud de onda asociada a un neutrón térmico es del mismo orden de magnitud que las distancias interatómicas de las redes cristalinas, hecho que permite utilizar la difracción de neutrones para el estudio de la estructura atómica de la materia.
Bomba de neutrones. Bomba termonuclear que permite aniquilar a los seres vivos, dejando intactos los materiales y las instalaciones. La radiación neutrónica de esta bomba ha sido aumentada, mientras que se han reducido los efectos de las ondas de choque, del calor y de la radiactividad.

NEUTRÓNICA - Rama de la física que se dedica al estudio de los diferentes fenómenos que controlan las poblaciones de neutrones.

NIVEL -
Nivel de energía, valor de la energía de una partícula, del núcleo de un átomo o de una molécula que están en estado estacionario.

NUBE -
Nube electrónica, distribución de la densidad de probabilidad de un electrón alrededor del núcleo de un átomo.
Nube radiactiva, nube de polvo, partículas y vapor que se forma a consecuencia de una explosión nuclear en la atmósfera.

NUCLEIDO - Núcleo atómico caracterizado por su número de protones y por su número de neutrones.

NÚCLEO - Parte central de un átomo, formada por protones y neutrones y donde está concentrada la casi totalidad de su masa.

NUCLEÓN - Partícula pesada constituyente del núcleo atómico. El nucleón es un hadrón de isoespín igual a 1/2, que puede presentarse en dos estados fundamentales: el neutrón y el protón.

OCTETO - Conjunto de ocho electrones que forman, en ciertos átomos o en ciertos iones, una capa exterior particularmente estable.

ORBITAL - Volumen situado alrededor de un núcleo atómico y en el que hay más posibilidades, según la mecánica cuántica, de encontrar un electrón.
Bomba orbital, arma nuclear colocada en órbita alrededor de la Tierra.

PARIDAD - Magnitud que describe el comportamiento de la función de onda de una partícula elemental cuando sufre una operación de simetría especular.

PARTÍCULA -
Partícula alfa - Partícula nuclear, de carga positiva, idéntica al núcleo de un átomo de helio, compuesta por dos neutrones y dos protones. Las partículas alfa son átomos de helio doblemente ionizados. Fue el científico Ernest Rutherford en 1903 el primero que identificó la radiación de partículas alfa en elementos radiactivos, mezcladas con rayos beta y gamma. Consiguió además su separación utilizando campos eléctricos y magnéticos, identificando así la carga positiva de estos rayos. Más tarde comprobaría que estas partículas son núcleos de helio. Es famoso el experimento de Rutherford, utilizando partículas alfa, para hallar la distribución de las partículas en el átomo y establecer su modelo atómico. Rutherford estudió la naturaleza del átomo bombardeando láminas metálicas con partículas alfa. Si los átomos bombardeados fueran macizos casi todas las partículas chocarían con ellos y cambiarían de dirección, pero la mayoría de las partículas atravesaban la lámina con una pequeñísima desviación, aunque un número escasísimo de partículas se desviaban fuertemente. Estos resultados experimentales pueden explicarse si se supone que la mayor parte de la masa del átomo está concentrada en una porción muy pequeña, que Rutherford llamó núcleo atómico. El estudio matemático-estadístico de los resultados de Rutherford llevaron a éste a postular el modelo nuclear de los átomos, que puede resumirse como sigue:
a) Los átomos contienen en el centro un núcleo positivo, constituido por protones, que proporciona casi toda la masa al átomo.
b) Los electrones forman en el átomo una corteza extranuclear, y deben moverse continuamente, pues de lo contrario se precipitarían sobre el núcleo.
c) El núcleo del átomo es de diez mil a cien mil veces menor que el tamaño del átomo, por lo que existe un gran espacio vacío.
Según el modelo nuclear de capas, los nucleones se ordenan en estados estacionarios de energía, similares a las capas electrónicas en el átomo. Así, en el estado más bajo de energía se encuentran dos protones y dos neutrones, con sus espines orientados en direcciones opuestas. Al aumentar el número de nucleones deben irse ocupando capas de energías progresivamente crecientes, y es mayor la estabilidad de los núcleos atómicos con capas llenas. Las partículas alfa son, por tanto, el núcleo estable más liviano que se puede obtener. Pueden, por tanto, comportarse como una unidad similar a protones y neutrones.
La gran estabilidad nuclear que presentan los núcleos con un número de nucleones múltiplo de cuatro hizo concebir a los científicos un modelo nuclear formado por partículas alfa. Sin embargo, dichas partículas no existen como tales en el núcleo, aunque se supone que existe cierta correlación entre protones y neutrones que hace que, eventualmente, se agrupen en las ellas por un período corto de tiempo. Si este grupo se encuentra cerca de la superficie del núcleo hay cierta probabilidad de que escape como tal.
La mayoría de los elementos que poseen un número de protones mayor que 81 en su núcleo se desintegran espontáneamente emitiendo partículas alfa. Este es un proceso aleatorio descrito como la probabilidad de que dicha partícula (cuyas energías típicas son entre 4 y 9 MeV) realice un proceso de efecto túnel mecanocuántico a través de la barrera de potencial nuclear (que suele tener una altura de unos 40 MeV) que mantiene unidos los nucleones. Los valores que se obtienen de este estudio concuerdan muy bien con los valores medidos de las vidas medias de los elementos radiactivos.
Al estar las partículas alfa cargadas eléctricamente, ionizan los átomos de la sustancia por la que se propagan, circunstancia que permite detectarlas, bien midiendo directamente dicha ionización (cámara de ionización) o bien haciéndola visible (cámaras de niebla). Como consecuencia de esta ionización las partículas alfa van perdiendo energía, hasta que capturan dos electrones y se convierten en átomos de helio. Rutherford identificó mediante su espectro característico la identidad de dichas partículas.
Partícula beta. Electrón o positrón emitido por un núcleo atómico en un proceso de reacción o desintegración nuclear.
Partícula elemental o fundamental, constituyente fundamental de la materia (electrón, quark, etc.) o de la luz (fotón) que aparece en el estado actual de los conocimientos, como no capaz de descomponerse en otros elementos. (Las partículas elementales se estudian en física de las partículas.) La noción de partícula elemental ha perdido parte de su pertinencia en la medida en que se ha conseguido demostrar que nucleones, protones y neutrones están constituidos por tres quarks. La clasificación actual distingue los leptones (electrón, fotón, bosones intermedios), que no participan en las interacciones nucleares fuertes, y los quarks y sus combinaciones (nucleones), que sí participan en ellas. Teóricamente se prevé la existencia del gravitón, que sólo participaría en las interacciones gravitacionales. El concepto de partícula elemental ha evolucionado considerablemente a lo largo de los años. Considerados inicialmente los átomos como «partículas indivisibles», pronto cedieron esta característica a sus componentes: electrones, protones y neutrones. Los posteriores descubrimientos pusieron en evidencia que también éstas eran partículas formadas por otras más elementales y que, además, existía un gran número de ellas. En la actualidad, se tiende a una clasificación de las partículas según su modo de interacción; así, participan del tipo de interacciones fuertes los quarks, los gluones y las combinaciones de éstos (nucleones y mesones), mientras que son típicos de las interacciones débiles y de las electromagnéticas los leptones (electrón, muón, neutrino), los bosones débiles y el fotón.
Partículas idénticas. Conjunto de partículas que presentan los mismos números cuánticos de masa, espín y carga.
Partículas subatómicas. Dícese de las partículas que constituyen el átomo.

PERÍODO o PERIODO -
Período de semidesintegración, tiempo después del cual la mitad de lamasa de un elemento radiactivo se ha desintegrado.

PIÓN - Partícula elemental (pi) que posee una carga eléctrica positiva o negativa igual a la del electrón, o eléctricamente neutra, y cuya masa equivale a 273 veces la del electrón.

POLARIZACIÓN - Propiedad de las partículas elementales y de los núcleos, de presentar una orientación privilegiada de su spin.

POSITÓN o POSITRÓN - Partícula elemental de masa y espín iguales a los del electrón y cuya carga eléctrica es también igual a
la de éste pero de signo contrario (positiva). El positrón es un leptón que se considera como antipartícula del electrón. Prevista su existencia por Dirac (1930), Anderson consiguió detectarlo en los rayos cósmicos (1932). El positrón se crea por transformación de un fotón en un par electrón-positrón y, a pesar de su relativa estabilidad, se aniquila por interacción con los electrones.

PROTÓN - Partícula fundamental bariónica, con carga elemental positiva, espín igual a 1/2 y masa igual a 1,67.10-24 gramos. El protón forma, junto con el neutrón, la familia de nucleones, constitutivos de los núcleos atómicos. Su masa es aproximadamente 1.840 veces la del electrón. El número de protones existentes en el núcleo de un elemento es el mismo para todos sus isótopos y se denomina número atómico. Este valor es característico de cada elemento y coincide, además, con el número de electrones presentes en las capas corticales. En el átomo, el número de protones, igual al de electrones planetarios, define el número atómico del elemento químico. El núcleo del hidrógeno está compuesto por un solo protón.

QUARK - Partícula fundamental hipotética que se supone constituyente de los hadrones.

RADIACTIVIDAD - Propiedad que presentan ciertos núcleos atómicos de desintegrarse de forma espontánea, emitiendo partículas y radiaciones electromagnéticas. Los fenómenos radiactivos fueron descubiertos de forma casual por H. Becquerel, en 1896, cuando estudiaba la fosforescencia de las sales de uranio. Comprobó que éstas eran capaces de impresionar placas fotográficas que se hallaban envueltas en un grueso papel opaco, lo que le llevó a suponer que dichas sales emitían algún tipo de radiación capaz de atravesar cuerpos opacos y que lo hacían de forma espontánea, sin que mediara la acción excitadora de la luz como ocurría en el caso de la fosforescencia. Posteriores investigaciones, llevadas a cabo por Rutherford y Marie Curie, permitieron establecer distintos tipos de radiactividad, en los que se ponen de manifiesto diversos procesos de desintegración radiactiva. En la radiactividad alfa, un núcleo pesado emite una partícula alfa (o núcleo de helio), lo que provoca su transmutación en un núclido con cuatro unidades másicas menos y un número atómico inferior en dos unidades; las partículas alfa, que constituyen la radiación más pesada emitida por un núcleo, son poco penetrantes y basta una delgada lámina de aluminio para detenerlas. La radiactividad beta, que consiste en la emisión de electrones negativos, es característica de los radionúclidos cuya proporción neutrónica es elevada y se explica mediante la conversión de un neutrón en un protón y un electrón: el elemento resultante tiene idéntico número másico, pero su número atómico aumenta en una unidad; existe una variante que consiste en la emisión de positrones o electrones positivos, según la reacción de conversión de un protón en un neutrón más un positrón. La radiactividad gamma se produce cuando el núcleo atómico experimenta una transformación isomérica entre un estado excitado y su estado fundamental, con emisión de un fotón o cuanto de radiación electromagnética; la radiación gamma carece de masa y es la más penetrante, pudiendo atravesar gruesas pantallas de plomo. Son también procesos radiactivos: la captura electrónica, por la cual un núcleo incorpora un electrón, generalmente de la capa K del propio átomo; la conversión interna, consistente en el paso de un núcleo inestable a otro estado distinto, también inestable, sin emisión de partícula alguna; la emisión protónica, en la que un núcleo pierde uno de sus protones; y la fisión espontánea, por la que un núcleo se escinde en dos, de masas aproximadamente iguales.
Radiactividad artificial. Radiactividad inducida.
Radiactividad inducida. La que se provoca por bombardeo o irradiación de un elemento natural, que sufre transmutaciones de átomos estables en átomos radiactivos.
Radiactividad natural. La que presentan los núclidos que son inestables en su estado natural.

RADIACTIVO - Perteneciente o relativo a la radiactividad. Dícese del elemento cuyos átomos se desintegran espontáneamente.
Constante radiactiva. Constante que caracteriza a un elemento radiactivo mediante la expresión de la fracción de núcleos de dicha sustancia que se desintegran en la unidad de tiempo.
Familia radiactiva. Serie radiactiva.
Serie radiactiva. V. serie.

RADIOISÓTOPO - Átomo de un elemento químico que emite radiaciones radiactivas. SIN.: isótopo radiactivo, radioelemento.

RADIOLOGÍA - Rama de la física que estudia los rayos X, el material que permite su producción y sus aplicaciones.

REACCIÓN -
Reacción nuclear, fenómeno que se produce al bombardear el núcleo de un átomo con una partícula elemental, otro núcleo, etc., y que da lugar a nuevos núcleos.

RESONANCIA - Estado inestable de un sistema de partículas elementales en interacción.

SECCIÓN -
Sección eficaz, sección de la zona situada alrededor de un núcleo atómico dentro del cual éste reacciona con partículas elementales.

SEPARACIÓN -
Separación isotópica, operación que consiste en aislar los diferentes isótopos constituyentes de un elemento natural.

SINCROTRÓN - Acelerador de partículas de gran potencia, que puede ser considerado como una síntesis del ciclotrón y el betatrón. Las partículas son mantenidas en un campo magnético, cuya intensidad aumenta con la velocidad de aquéllas, y resultan aceleradas mediante impulsos eléctricos sincronizados con el movimiento orbital. En general, los sincrotrones disponen de un acelerador de Van de Graaff como sistema de inyección de las partículas que van a acelerarse. Hay dos tipos de sincrotrones claramente diferenciados: el de protones (protón-sincrotrón) y el de electrones (electrón-sincrotrón).

TAQUIÓN - Nombre dado a unas partículas elementales hipotéticas dotadas de una velocidad superior a la de la luz en el vacío.

TERMONUCLEAR - Dícese de las reacciones de fusión nuclear entre elementos ligeros, y de la energía que producen, logradas por el empleo de temperaturas muy elevadas.
Bomba termonuclear de hidrógeno o H, proyectil que produce, por la obtención de muy altas temperaturas, la fusión de núcleos de átomos ligeros con un desprendimiento considerable de energía. (Su potencia se expresa en megatones.)

TERNARIO -
Fisión ternaria, fisión nuclear de la cual resultan tres fragmentos pesados, en lugar de los dos como es habitual.

TIEMPO -
Tiempo atómico, tiempo en el que la medida está fundamentada en la frecuencia de vibración de un átomo, en unas condiciones determinadas.

TRANSICIÓN - Paso de un átomo, núcleo o molécula, de un nivel de energía a otro.