Unidades Nucleares

Las energías nucleares son muy altas en comparación con los procesos atómicos, y necesitan unidades mayores. La unidad más comúnmente utilizada es el MeV.

Sin embargo, los tamaños nucleares son bastante pequeños y necesitan unidades mas pequeñas:

Las masas nucleares se miden en términos de unidades de masa atómica (uma), con el núcleo del carbono-12, definido como una masa de exactamente 12 uma. También es una práctica común citar la energía de masa en reposo E=m₀c² como si se tratara de la masa. La conversión a uma es:

Modelo de Átomo en Escala Relativa y el Sistema Solar

En esta escala, la estrella mas cercana estaría separada un poco mas de 10.000 millas.

Datos del Modelo de Átomo

Tamaño y Densidad Nuclear

Varios tipos de experimentos de dispersión sugieren que los núcleos son aproximadamente esféricos y parece que tienen esencialmente la misma densidad. Los datos se resumen en la expresión denominada el modelo de Fermi:

donde r es el radio del núcleo de número de masa A. El supuesto de densidad constante conduce a una densidad nuclear Para el número de masa A = esto da r = x10^ m r = fermi.

La información más definitiva sobre los tamaños nucleares proviene de la dispersión de electrones. La comparación entre los radios calculados y experimentales de los núcleos, son muy sensibles a la exacta aparición de solapamiento, entre la partícula de la sonda y la materia nuclear. Estas comparaciones han dejado en claro que hay una "cola", donde la densidad de la materia nuclear disminuye hacia cero. El núcleo no es una esfera sólida. Según los comentarios de Krane, la evidencia apunta a un radio de masa y un radio de carga que están de acuerdo uno con otro, dentro de aproximadamente 0,1 Fermi. Dado que los núcleos pesados tienen alrededor de un 50% más de neutrones que protones, se podría esperar un radio de masa mayor que el radio de carga. Se puede visualizar los protones como si fueran empujados hacia el exterior por la repulsión de protones, y los neutrones empujados hacia dentro por la atracción neutrón-protón, por lo que el resultado observado está de acuerdo con lo que se podría esperar con este tipo de modelo.

La Densidad Nuclear y la Interacción Fuerte

El hecho de que la densidad nuclear parezca que sea independiente de los detalles del número de neutrones o protones, implica que la fuerza entre las partículas es esencialmente la misma, ya sean protones o neutrones. Esto se correlaciona con otra evidencia de que la interacción fuerte es la misma entre cualquier par de nucleones.

Partículas Nucleares

Los núcleos están constituidos de protones y neutrones, unidos entre sí por la interacción fuerte. Tanto los protones como los neutrones son denominados nucleones. El número de protones es llamado número atómico y determina al elemento químico. Los núcleos de un elemento dado (mismo número atómico), pueden tener diferente número de neutrones y se dice que son diferentes isótopos del elemento.