Divulgación Fusión nuclear

[Venancio]

Buenas.
Según tengo entendido en la fusión nuclear dos átomos se unen para formar un átomo más pesado.
Si estos tienen menor masa que el hierro la masa del nuevo átomo será menor que sumando la de los dos átomos por separado. Si estos són más pesados que el hierro la masa del nuevo átomo será mayor que sumando la de los dos átomos por separado.

Esta masa se convierte en energía. He leído que es energía de enlace, que mantiene el núcleo unido. Pero también he leído que se manifiesta en energía cinética de partículas que se desprenden.
Una parte va a energía de enlace y la otra en forma de energía cinética de partículas que se desprenden? Me pierdo en esto último.

Saludos

[arivasm]

Re: Fusión nuclear

Según tengo entendido en la fusión nuclear dos átomos se unen para formar un átomo más pesado (...) Si estos són más pesados que el hierro la masa del nuevo átomo será mayor que sumando la de los dos átomos por separado.

No necesariamente. Si eso fuese así no sería posible la síntesis mediante fusión de elementos más pesados que el hierro. Así, los elementos existentes en la Tierra han sido producidos por fusión en estrellas de una generación anterior a la del Sol.

Esta masa se convierte en energía. He leído que es energía de enlace, que mantiene el núcleo unido. Pero también he leído que se manifiesta en energía cinética de partículas que se desprenden.
Una parte va a energía de enlace y la otra en forma de energía cinética de partículas que se desprenden? Me pierdo en esto último.

Creo que estás mezclando cosas.

En Física nuclear, como bien sabes, las reglas de juego se basan en leyes de conservación, entre las que se encuentra la de la energía, que requiere del manejo de su forma relativista.

Los procesos espontáneos son aquellos en los que se desprende energía, lo que significa reducción de la masa (la de los productos resultantes es menor que la de los originales).

Las energías de enlace son la expresión de la diferencia entre la masa de los nucleones por separado, que forman un núcleo, y la masa de éste.

Cuando no se trata de la formación de un núcleo a partir de sus nucleones, sino de una reacción nuclear cualquiera (incluidas las desintegraciones), vuelve a darse el mismo hecho: las masas de los productos han de ser inferiores a las de los reactivos, y la diferencia es simplemente la energía cinética (si no se incluyen estados excitados de los productos) de las partículas o núcleos resultantes.

¿Por qué no entra en juego aquí las energías de enlace? Porque ya van en la cuenta de las masas de los núcleos y partículas resultantes. Piensa que (si excluyes las desintegraciones beta) siempre están presentes los mismos nucleones entre los reactivos que entre los productos. No te costará ver que eso implica que la diferencia de masas entre éstos es igual a la diferencia entre sus energías de enlace (haz un diagrama, poniendo el 0 en la energía de los nucleones por separado; traza para reactivos y productos una línea, para cada uno, por debajo de la misma; la diferencia con el 0 son las energías de enlace; compara ambas líneas, la diferencia entre ellas en la energía liberada por la reacción).

En resumen: si quieres meter en juego energías de enlace debemos decir que la energía de enlace de los productos aumenta respecto de la de los reactivos (lo que equivale a decir que su masa disminuye) a expensas de convertir parte de la masa de los reactivos en otras formas de energía (cinética y de excitación de los productos).

[carroza]

Re: Fusión nuclear

No necesariamente. Si eso fuese así no sería posible la síntesis mediante fusión de elementos más pesados que el hierro. Así, los elementos existentes en la Tierra han sido producidos por fusión en estrellas de una generación anterior a la del Sol.

Una matización. Salvo casos exóticos, es cierto que, para dos núcleos mayores que el hierro, la masa del nucleo compuesto es superior a la suma de las masas de nucleos individuales. Este es el caso, por ejemplo, para el Plomo-208.

La formación de estos nucleos, que en principio nunca ocurriría en condiciones de equilibrio termodinámico, ocurre en la superficie de estrellas de neutrones, y luego son enviados al espacio interestelar en las supernovas.

Un saludo