aceleradores de particulas - Instituto de Ciencias Nucleares - UNAM

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La necesidad de disponer de instrumentos para generar proyectiles con los cuales el experimentador pudiera controlar el tipo de partícula (protones, deuterones, alfas, etc.) así como su energía y flujo de estos (corriente eléctrica) fue lo que originó el invento de esos instrumentos a los cuales se les llamó aceleradores de partículas. La satisfacción de construir el primer acelerador de partículas para bombardear núcleos y producir la primera reacción nuclear o transmutación nuclear controlada totalmente por el hombre provocó una carrera para lograr este objetivo entre algunos de los científicos de la primera década de este siglo. Esta carrera duró 20 años y los ganadores fueron los ingleses Cockcroft y Walton, quienes en el año de 1932, fueron los primeros en construir el primer acelerador de iones positivos, con el que generaron un haz de protones de bajas energías y lo usaron para bombardear isótopos de litio 7 Li. El resultado de este bombardeo fue producir la primera transmutación nuclear hecha totalmente por el hombre. Por este evento Cockeroft y Walton recibieron el premio Novel de Física en 1933. Actualmente, este experimento se puede producir y llevar a cabo en tres horas y es uno de los experimentos didácticos en el curso de Física Nuclear Experimental, en la Facultad de Ciencias de la UNAM.
La reacción nuclear observada en este experimento fue: p + 7 Li → 4 He + 4 He + Q m donde Q m es la energía debido a la diferencia de masa de las partículas antes y después de la reacción. Aqui los núcleos blancos se consideran en reposo. La energía cinética de los protones fue de 0.15 MeV. La energía después de la colisión fue de cerca de 16 MeV, repartidos en la energía cinética de las dos partículas alfa, por lo que cada una de estas tuvo aproximadamente 8 MeV. Aparentemente, en esta reacción se está creando energía, sin embargo, la gran energía de las partículas alfa se explica usando el principio de la conservación masa-energía de Einstein, y esta relacionada a la ecuación: E = mc 2 . En esta reacción la Q m . es positiva y con valor de 16 MeV aproximadamente. Este experimento mostró que el sueño de los alquimistas de la Edad Media de convertir un elemento en otro, se había logrado usando, pero fue necesario el uso de los aceleradores de partículas.
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