miércoles, 12 de noviembre de 2008

Investigaciones Recientes

La Estructura Atómica:
Dalton fue el primero que basándose en hechos experimentales construyó una teoría científica en base a la existencia de átomos. Casi toda la masa del átomo estaría asociada a la electricidad positiva, conclusión que se deducía al observar como los fragmentos positivos de los átomos eran mucho más pesados que los electrones. En 1911, pesados que los electrones. Según el Modelo de Thomson, el metal estaría formado por átomos, que serían esferas positivas conteniendo electrones negativos, es decir, que el metal sería un mar de electricidad positiva con cargas negativas en su seno. Puesto que las partículas alfa poseen gran energía se pensó que atravesarían en línea recta la lámina metálica, y dado que la carga positiva y la masa estarían uniformemente repartidas por todo el metal no existía razón para que las partículas alfa se desviasen de su trayectoria inicial y no se abriesen paso rectilíneo a través del metal.
En el experimento las partículas alfa provenían de un elemento radioactivo, el Polonio, una placa gruesa de plomo con un orificio permite el paso de un haz de dichas partículas; en el trayecto de ese haz se coloca una lámina metálica, y finalmente, una pantalla recubierta de sulfuro de cinc permite detectar la llegada de las partículas.

Las partículas.
Para Rutherford el resultado era increíble. El modelo de Thomson no era capaz de explicar tan grandes desviaciones. Si la carga positiva y la masa estuviesen uniformemente repartidas por todo el metal, una partícula alfa no tropezaría con grandes obstáculos ni experimentaría repulsiones fuertes en ningún punto de su trayectoria. Se dedujo que el núcleo ocupa una parte muy reducida del átomo, que prácticamente está ocupado por los electrones.


Partículas Exóticas:
Los científicos creyeron alguna vez que los átomos eran estructuras simples formadas por sólo tres partículas fundamentales: electrones, protones y neutrones. Más tarde se descubrieron los rayos cósmicos, partículas especiales del tipo de los electrones pesados, llamadas muones, y piones o pi-mesones, que mantienen unidos a los protones y neutrones. Los electrones, los muones y los neutrinos son variaciones de una misma partícula llamada leptón; en tanto que los protones neutrones y piones son todos del tipo hadrón. Los fotones, por ejemplo, son los bosones que transportan la fuerza electromagnética, y pueden existir partículas llamadas gravitones, responsables de la fuerza gravitatoria.
Los neutrones y los protones son en esencia tripletas de quarks; los piones son pares. Junto con los leptones, los quarks parecen ser las unidades constitutivas del universo.

Materiales Compuestos:
Utilizados en todo, desde la fabricación de cocinas hasta de naves espaciales, los plásticos son uno de los más extraordinarios materiales artificiales y permanentemente se les encuentran nuevas aplicaciones. Casi sin excepción, están formados por moléculas gigantes especiales llamadas polímeros. La mayor parte de las moléculas que se encuentran naturalmente constan máximo de 20 ó 30 átomos; pero los polímeros están formados por cientos e incluso miles de ellos.
Los plásticos y los polímeros plásticos fueron alguna vez casi las únicas alguna vez casi las únicas moléculas artificiales, pero desde mediados de los sesenta los científicos han avanzado enormemente en la creación de moléculas sintéticas. A comienzos del siglo, los científicos soñaban con encontrar balas mágicas, químicos que pudieran radicarse en las partes enfermas del cuerpo y curarlas.

Elementos Radioactivos:
Tras el descubrimiento de los rayos X se abrió una nueva era en la química. El físico británico Charles Govler Barkla descubrió que, cuando los rayos X se dispersaban al atravesar un metal, dichos rayos, refractados tenían un sensible poder de penetración que dependía de la naturaleza del metal. En otras palabras, cada elemento producía sus rayos X característicos.
El físico alemán Max Theodore Felix von Laue demostró que se trataba de radiaciones con carácter ondulatorio.
Con este descubrimiento, muchos científicos se sintieron impulsados a investigar estas nuevas radiaciones, tan espectacularmente penetrantes. Becquerel descubrió una sustancia, el sulfato de uranio potásico (que cada una de sus moléculas contenía un moléculas contenía un átomo de uranio), que emitía radiación capaz de atravesar delgadas láminas de metal (en esa época solo se conocían los rayos X como la radiación capaz de atravesar delgadas cepas de metal). Uno de ellos fue la joven químico Marie Sklodowska casada con Pierre Courie.
Se descubrieron nuevos tipos de radiación como los rayos gamma y se descubrió que los elementos radioactivos emitían radiación mientras se iban convirtiendo paulatinamente en otras sustancias, se podría decir que sería cm una versión moderna de la transmutación.
Los Curie descubrieron que la pechblenda (fuente natural del uranio) contenía regiones más radioactivas. Este elemento se colocó en la tabla periódica y los Curie lo bautizaron Polonio en honor a su país. Los Curie fueron los pioneros en la investigación de los elementos radioactivos. Marie Curie murió de cáncer a causa de los trabajos con radiación que realizaba sin protección alguna. Ya a principios del siglo 20 se siguieron sumando elementos a la tabla periódica. Para ese entonces casi todos los elementos "pequeños" estaban descubiertos. Elementos cada vez más pesados se fueron sumando a la tabla hasta el día de hoy que se conocen elementos con pesos atómicos mayores a 100 (el más pesado tiene un peso atómico de 110)

Radioisótopos:
Aparte de para producir electricidad, los reactores nucleares pueden utilizarse para producir varios tipos de materiales con diversas aplicaciones. Muchos elementos tienen sus respectivos isótopos pero muchos de ellos no se consiguen de forma natural. Estos pueden conseguirse colocando un elemento en el interior de un reactor nuclear y bombardeándolo con neutrones. Los productos que se originan en el bombardeo son inestables tendiendo a volver a su estado original emitiendo radiación original emitiendo radiación en un proceso llamado degeneración radioactiva. Los isótopos radioactivos reciben el nombre de radioisótopos.
El I-128 degenera gradualmente para transformarse nuevamente en I-127, emitiendo radiación (rayos beta), durante el proceso. Pueden utilizarse como fuentes de radiación para tratamientos médicos; para tratamientos médicos; por ejemplo, el cobalto-60, que emite rayos gamma penetrantes se usa para tratar el cáncer.

La energía nuclear:
La energía nuclear es la energía liberada cuando se dividen cierto tipo de átomos. En ambos casos se libera gran cantidad de energía al dividir el átomo.
En un reactor nuclear la energía se usa para hacer hervir agua y producir vapor, el cual acciona turbinas de vapor y produce electricidad. Bajo este aspecto no existe gran diferencia entre una central térmica que utilize carbon o fuel-oil como combustible; ambas utilizan turbogeneradores para transformar el calor en electricidad. Las centrales atómicas son muy grandes y su construcción es muy costosa. Están diseñadas para extraer la escalofriante energía del átomo en forma segura y controlada.
Se vienen haciendo estudios sobre la fusión desde hace ya varios años. De lograrse una central de fusión que une átomos pequeños en otros más grande liberándose energía mayor a la fisión esta sería la fuente de energía ideal.

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