Barrera de culombio
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 23 de junio de 2020; las comprobaciones requieren 4 ediciones .La barrera de Coulomb es una barrera potencial que deben superar los núcleos atómicos (que tienen carga positiva ) para poder acercarse entre sí por la aparición de la atracción provocada por la interacción fuerte de corto alcance de los nucleones ( fuerzas nucleares ). La barrera de Coulomb es una consecuencia del hecho de que, de acuerdo con la ley de Coulomb , los cuerpos cargados de manera similar se repelen entre sí. A distancias cortas (del orden de 1 fm ), las fuerzas nucleares entre dos protones son más fuertes que las fuerzas de Coulomb que separan partículas con la misma carga; sin embargo, las fuerzas nucleares disminuyen al aumentar la distancia mucho más rápido que las fuerzas de Coulomb. Como resultado, la dependencia de la distancia del potencial de interacción total de los núcleos tiene un máximo (la parte superior de la barrera de Coulomb) a cierta distancia.
La barrera de Coulomb impide el curso de una reacción termonuclear en un plasma. El hecho es que incluso a temperaturas de varios miles de Kelvin (cuando la sustancia ya está pasando al estado de plasma ), la energía cinética de los núcleos todavía no es suficiente para acercarlos a una distancia en la que las fuerzas de atracción nuclear se hacen mayores. que las fuerzas de repulsión de Coulomb. Solo a temperaturas del orden de millones de kelvins, la probabilidad de superar la barrera de Coulomb debido a la formación de túneles se vuelve notable y comienza a tener lugar una reacción termonuclear autosostenida. Son estas condiciones las que se realizan en el centro de las estrellas , en particular, en el interior del Sol.
La barrera de Coulomb también se conoce como la barrera potencial que una partícula alfa debe superar para escapar del núcleo durante la desintegración alfa . Lógicamente, este término no es del todo correcto, ya que la interacción de Coulomb repele a la partícula alfa del núcleo (contribuyendo así a su vuelo), mientras que la atracción de la partícula alfa al núcleo se debe a las fuerzas nucleares ; la barrera potencial que previene la desintegración alfa es creada precisamente por fuerzas nucleares. La barrera de Coulomb (junto con la barrera centrífuga menos significativa ) se supera en la desintegración alfa mediante la formación de túneles. La probabilidad de formación de túneles depende en gran medida (exponencialmente) de la altura y el ancho de la barrera a superar, por lo que la vida media de los núcleos alfa activos aumenta rápidamente con la disminución de la energía de desintegración: los núcleos con una energía de desintegración de aproximadamente 8 MeV se desintegran en microsegundos ( por ejemplo, 214 Po), mientras que la desintegración alfa con una energía de aproximadamente 2 MeV ocurre, en promedio, durante un tiempo mucho más largo que la edad del Universo (por ejemplo, 180 W).
El valor de la barrera de Coulomb está determinado por la fórmula
donde k denota un coeficiente que depende del sistema de unidades de medida, , son los números atómicos de la partícula entrante (saliente) y el núcleo, respectivamente, es el radio efectivo del núcleo (la distancia a la que la interacción fuerte comienza a prevalecer sobre el culombio), es la carga del electrón .
Véase también
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