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Núcleo atómico
Teoría
2022 · Extraordinaria · Reserva
D2-a
Examen
a) Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: i) La masa de un núcleo atómico es menor que la suma de las masas de los nucleones que lo constituyen. ii) La interacción nuclear débil es la responsable de la cohesión del núcleo atómico.
Defecto de masaInteracción nuclear fuerteEnergía de enlace
a) Justificación de las afirmaciones:

i) La masa de un núcleo atómico es menor que la suma de las masas de los nucleones que lo constituyen. Esta afirmación es VERDADERA.Esto se debe al fenómeno conocido como defecto de masa. Cuando los nucleones (protones y neutrones) se unen para formar un núcleo, se libera una gran cantidad de energía en forma de energía de enlace nuclear. Según la equivalencia masa-energía de Einstein, E=mc2E=mc^2, esta energía liberada corresponde a una "pérdida" de masa. Por lo tanto, la masa del núcleo resultante es menor que la suma de las masas individuales de los nucleones libres que lo componen. La diferencia de masa, el defecto de masa Δm\Delta m, es la que se convierte en la energía de enlace.

Δm=(Zmp+Nmn)mnuˊcleo\Delta m = (Z \cdot m_p + N \cdot m_n) - m_{\text{núcleo}}
Eenlace=Δmc2E_{\text{enlace}} = \Delta m \cdot c^2

donde ZZ es el número de protones, mpm_p la masa del protón, NN el número de neutrones, mnm_n la masa del neutrón y mnuˊcleom_{\text{núcleo}} la masa del núcleo.ii) La interacción nuclear débil es la responsable de la cohesión del núcleo atómico. Esta afirmación es FALSA.La interacción responsable de la cohesión del núcleo atómico, es decir, la fuerza que mantiene unidos a los protones y neutrones (nucleones) en el núcleo, superando la repulsión electrostática entre los protones, es la interacción nuclear fuerte. Esta fuerza es de corto alcance pero mucho más intensa que la fuerza electromagnética a distancias nucleares.La interacción nuclear débil, por otro lado, es responsable de procesos de desintegración beta, en los que un neutrón puede transformarse en un protón, un electrón y un antineutrino, o un protón en un neutrón, un positrón y un neutrino, cambiando la identidad de los nucleones. No es la fuerza que mantiene unidos a los nucleones.