Física nuclear – Historia, qué estudia, conceptos y principales teorías

La Física Nuclear es el área de la física encargada del estudio de las reacciones e interacciones que se dan entre las partículas en los núcleos atómicos.

La Física Nuclear es una rama de la Física especializada en el estudio de las reacciones y transformaciones atómicas. Es decir, las partículas que componen el átomo , como los protones y los neutrones , además de las reacciones que se dan, son algunos de los puntos que estudia esta área de la física. A partir de esto, fenómenos como la fisión nuclear , la fusión nuclear y la desintegración radiactiva pueden comprenderse de manera más amplia.

Dentro del núcleo atómico, por ejemplo, hay algunas actividades que son estudiadas por la Física Nuclear. Así, el estudio nuclear involucra varias áreas de la naturaleza y está presente en tratamientos médicos, como la radioterapia. Además, el desarrollo de tecnologías, la producción de energía eléctrica y la detección de radiaciones son posibles gracias al avance de las técnicas nucleares.

A través de estos estudios es posible desarrollar medios que mejoren la salud, la agricultura y el medio ambiente. Otro punto importante es el avance en el tema económico de varios países. Esto se debe a que los estudios nucleares ayudan en el desarrollo de procesos industriales, además de servir en el campo de la electricidad y la astronomía .

Pero al fin y al cabo, ¿cómo comenzaron los estudios de Física Nuclear? ¡Vamos a averiguar!

Historia de la Física Nuclear

El inicio de los estudios de Física Nuclear ciertamente comenzó con el descubrimiento de la radiactividad , en 1896. El descubrimiento provino del físico francés Antoine Henri Becquerel. Los estudios, desde entonces, han pasado por varias evoluciones y desarrollos, comenzando con la creación del primer reactor nuclear.

El reactor fue construido durante el siglo XX, hacia 1941. Su principal función sería fabricar la primera bomba nuclear, además de realizar estudios e investigaciones científicas. Con eso, la intención, en ese momento, era enfocarse en el desarrollo nuclear para la construcción de armas de guerra.

Antoine Henri Becquerel descubrió la radiactividad en

Sin embargo, a lo largo de los años, la investigación nuclear ha sufrido varios cambios. En otras palabras, dejó de utilizar el potencial nuclear para armamento y comenzó a invertir en investigación científica avanzada. Así, entre los principales temas que se suman a la Física Nuclear están la Física de Partículas , la Cosmología y la Medicina Nuclear.

Sin embargo, hasta que fue posible la construcción del primer reactor, pasó mucha historia en la ciencia. Henri Becquerel, por ejemplo, fue quien descubrió los rayos de uranio, en 1896. Luego, otros científicos vinieron a intensificar la investigación, como  Ernest Rutherford , responsable de descubrir las radiaciones alfa y beta.

avances

Marie Currie y Pierre Currie introdujeron el término “radiactividad” en la ciencia . Con eso, descubrieron dos elementos que hoy componen la Tabla Periódica , el polonio y el radio. Así, hubo varios científicos que contribuyeron a los estudios nucleares hasta 1945 con la primera explosión de una bomba nuclear en Nuevo México.

Los científicos Becquerel, Marie y Pierre Curie

Luego, apenas tres meses después de la explosión, también se utilizaron otras bombas. Esta vez, en dos ciudades de Japón, Hiroshima y Nagasaki. Las bombas representaron uno de los ataques más mortíferos durante la Segunda Guerra Mundial , dejando más de 100.000 muertos.

¿Qué estudia la Física Nuclear?

Es imposible hablar de Física Nuclear y no hablar del átomo. Esto se debe a que el enfoque principal de los estudios nucleares está relacionado con las reacciones y transformaciones que ocurren en el núcleo atómico y en la electrosfera. Así, entre los principales contenidos que aborda la Física Nuclear se encuentran: transiciones de energía atómica, modelos nucleares, decaimiento radiactivo, etc.

Hablando de modelos nucleares, es importante recordar la evolución de este estudio. Es decir, antes de que el átomo fuera clasificado como una esfera masiva e indivisible. Así, el primer modelo atómico fue propuesto por John Dalton, alrededor de 1805. Luego, varios otros científicos desarrollaron estudios más avanzados sobre esta partícula.

Evolución de los modelos atómicos.

Thomson , por ejemplo, fue el científico que descubrió el electrón. A través de esto, ya sabían que el átomo no podía ser una partícula indivisible. Luego vino el científico Rutherford, quien comenzó a desarrollar estudios centrados en la radiactividad. Poco después,  Niels Bohr   propuso nuevos estudios sobre el átomo y desarrolló el modelo atómico de Rutherford-Bohr.

Átomo

Así, una de las teorías que estudia la Física Nuclear es la desarrollada por Albert Einstein . El físico teórico añadió estudios sobre el átomo -aun cuando esta partícula era sólo en teoría- y desarrolló una fórmula explicativa. En esta fórmula, Einstein demostró que la materia y la energía son equivalentes. Por lo tanto, la fórmula propuesta se presenta de la siguiente manera: E = m . c². Es decir, E representa energía; m es la masa y c es la velocidad de la luz.

A partir de esto, es posible comprender los procesos que ocurren en la Fisión Nuclear y la Fusión Nuclear. Además, las partículas (protones, neutrones y electrones) se analizan por este medio. La Física de Partículas, por ejemplo, también se incluye en los procesos de investigación científica nuclear.

Aplicabilidad de la Física Nuclear

Debes estarte preguntando: ¿cómo se usa la Física Nuclear en la vida cotidiana? Pues bien, la Física Nuclear está presente en prácticamente todos los procesos de la naturaleza. Es decir, podemos ver su aplicación en medio ambiente, salud, industrias, etc. Cada área utiliza los estudios nucleares con algún propósito benéfico, principalmente para desarrollar medios de mejora para los seres vivos.

En salud, por ejemplo, la Física Nuclear está dentro de los estudios que desarrolla la Medicina Nuclear. Con esto, se podrían desarrollar varias tecnologías que ayuden a la salud humana. Entre los principales beneficios de los estudios nucleares en la salud se encuentra la realización de pruebas de imagen (TC, resonancias magnéticas, etc.) y tratamientos oncológicos que emplean radiación mediante aceleración de partículas.

La energía nuclear se considera energía limpia, ya que no libera dióxido de carbono.

Energia electrica

En el medio ambiente, la Física Nuclear se utiliza para responder preguntas sobre la vida en la Tierra y los seres vivos del pasado . Es decir, los núcleos radiactivos de las rocas y el suelo , por ejemplo, además de los patrones climáticos, son estudios proporcionados por la Física Nuclear. Además, temas como las capas de la Tierra, los rayos cósmicos energéticos, etc. también son ejemplos.

Otra área que utiliza la Física Nuclear es la producción de electricidad a través de reactores nucleares. Este tipo de energía es responsable del 11% de la producción mundial, proveniente de 450 reactores nucleares. De esta forma, la energía eléctrica se produce a través de la Fisión Nuclear, que funciona separando los núcleos atómicos pesados ​​en núcleos más pequeños.

¿Qué te pareció el asunto? Aprovecha que ya estás aquí y mira también qué es la Masa Atómica y cómo se clasifica la Corriente Alterna .