Saltar al contenido

¿Disminuye el tiempo de vida media de un material radiactivo si aumenta su temperatura?

Si encuentras alguna incompatibilidad con tu código o trabajo, recuerda probar siempre en un entorno de testing antes aplicar el código al trabajo final.

Solución:

En los años posteriores al descubrimiento de la radiactividad, físicos y químicos (¡recuerde que Rutherford recibió el premio Nobel de Química!) investigaron el efecto del calentamiento de sustancias radiactivas. No pudieron detectar ningún efecto sobre la actividad y, por lo tanto, ninguno sobre la vida media. Esto se interpretó (tan pronto como el átomo se estableció como un núcleo rodeado de electrones) como evidencia de que la radiación procedía del núcleo.

El argumento era, y sigue siendo, que incluso a temperaturas de horno (digamos hasta 3000 K) habrá perturbaciones en las configuraciones electrónicas, pero será raro que los átomos se vean totalmente despojados de electrones, y las colisiones internucleares violentas serán muy raras. . Solo tales colisiones podrían influir en la emisión de una partícula desde un núcleo inestable.

A temperaturas y densidades mucho más altas (por ejemplo, en un tokamak o en una estrella), las colisiones internucleares violentas serán comunes, y supongo que la vida media de los núcleos inestables se reduciría, pero esto no es, hasta donde yo sé, detectable a temperaturas terrestres “ordinarias”.

Ya hay dos respuestas buenas y correctas. Especialmente teniendo en cuenta que el OP pregunta principalmente sobre los procesos de fisión, estas respuestas capturan la física principal. Solo quisiera señalar que existen procesos de descomposición en el núcleo que se ven afectados por la temperaturaincluso a escala de temperatura ambiente.

Un ejemplo destacado son los famosos núcleos de Mössbauer, que presentan decaimiento gamma sin retroceso. Veamos un ejemplo típico de isótopo y su cadena de descomposición. El 57Co se desintegra radiactivamente (de hecho, por captura de electrones, que se dio como otro ejemplo en otra respuesta) a 57Fe. Lo bueno es que termina en un estado nuclear excitado de 57Fe, que posteriormente se desintegra al liberar un fotón gamma.

Estas transiciones se utilizan en la espectroscopia de Mössbauer y tienen muchas aplicaciones. uno es para estudiar espectros de fonones y vibraciones de redque se ven fuertemente afectados por la temperatura.

Por ejemplo, el llamado factor Lamb-Mössbauer a menudo depende directamente de la temperatura y, a su vez, está directamente relacionado con la ampliación del ancho de línea natural y, por lo tanto, con el tiempo de vida media/decaimiento.

Tenga en cuenta que este efecto no proviene de una influencia directa sobre el núcleo, sino de una influencia sobre los canales de desintegración y el retroceso nuclear resultante. Esto explica por qué las escalas de energía de la variación de temperatura no tienen por qué ser las nucleares.

Parece que estás confundiendo dos conceptos separados. La vida media de un isótopo radiactivo da la velocidad a la que los átomos individuales se desintegrarán espontáneamente. La probabilidad de que un material fisionable sufra una reacción en cadena es bastante diferente de su vida media.

Para la mayoría de los modos de desintegración radiactiva, la vida media de un isótopo radiactivo es independiente de factores ambientales como la temperatura, la presión, los enlaces químicos, los campos eléctricos o magnéticos. Esto ha sido confirmado por experimentos muy precisos.

La única excepción conocida es que algunos modos de desintegración radiactiva que involucran a los electrones en el átomo (como la captura de electrones) se ven ligeramente afectados por enlaces químicos que pueden cambiar la forma de las capas de electrones alrededor de un átomo. Para obtener más detalles, consulte este artículo de Wikipedia.

Lo que depende de la temperatura (y de muchos otros factores ambientales) es la sección transversal de neutrones de un material fisible: la probabilidad de que un neutrón emitido en la desintegración de un núcleo interactúe con otro núcleo. Esto a su vez determina si se producirá o no una reacción en cadena.

valoraciones y comentarios

Si te animas, eres capaz de dejar una sección acerca de qué te ha impresionado de este post.

¡Haz clic para puntuar esta entrada!
(Votos: 0 Promedio: 0)



Utiliza Nuestro Buscador

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *