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Solución:
¿Significa estable que un isótopo tiene una vida media muy larga… o significa que la fisura es teóricamente imposible, o significa que el isótopo tiene una vida media muy larga, pero se desconoce el número exacto?
“Estable” significa efectivamente que no hay evidencia experimental de que se descomponga. Sin embargo, hay matices dentro de esa declaración.
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También se puede demostrar que la mayoría de los núcleos ligeros “estables” son teóricamente estables. Tales núcleos tendrían que absorber energía para decaer a través de cualquiera de los modos de decaimiento conocidos, por lo que tal decaimiento no puede ocurrir espontáneamente.
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Muchos núcleos más pesados son energéticamente estables en la mayoría de los modos de desintegración conocidos (alfa, beta, doble beta, etc.), pero podrían potencialmente liberar energía a través de la fisión espontánea. Sin embargo, nunca se ha observado que lo hagan; por lo que a todos los efectos prácticos se consideran estables.
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Algunos núcleos podrían potencialmente liberar energía a través de la emisión de pequeñas partículas (alfa, beta, etc.), pero nunca se ha observado que lo hagan. Tales núcleos a menudo se denominan “observacionalmente estables”.
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Varios nucleidos son radiactivos, pero tienen vidas medias tan largas que no se desintegran significativamente con la edad de la Tierra. Estos son los nucleidos primordiales radiactivos; su ejemplo de xenón-124 es uno de ellos.
Tenga en cuenta que, en principio, los nucleidos se pueden mover de las categorías 2 o 3 a la categoría 4 a través de observaciones experimentales. Por ejemplo, durante mucho tiempo se pensó que el bismuto era el elemento más pesado con un isótopo estable. Sin embargo, en 2003, se observó que su único isótopo primordial (bismuto-209) se desintegraba mediante emisión alfa, con una vida media de $aprox. 10^19$ años.
Se podría defender que los núcleos de las categorías 2 y 3 son radiactivos, pero se desconoce su vida media; después de todo, el principio totalitario dice que cualquier proceso mecánico-cuántico que no esté prohibido es obligatorio. Sin embargo, si desea adoptar esta perspectiva, debe asumir que tenemos una comprensión lo suficientemente buena de la física nuclear para saber qué está prohibido o no.
Esta vida media de $1,8cdot 10^22$ años se midió realmente. A primera vista, parece imposible medir una vida media tan larga. Pero repasemos los números para ver que, de hecho, apenas se puede medir.
La medición real se ha realizado con el detector XENON1T. Este experimento usó 3 toneladas de xenón líquido, que son alrededor $10^28$ átomos de xenón. Se sabe que el xenón natural contiene $0.1$ % del isótopo xenón-124. Así que tenían alrededor $10^25$ átomos de xenón-124. El experimento detectó unos pocos átomos de xenón-124 por día que se descomponían en telurio-124 por captura de doble electrón (ver “El detector de materia oscura observa la descomposición nuclear exótica”). Ahora puedes usar $fracdNdt=-fracNt_1/2ln(2)$y encuentre que la vida media del xenón-124 es $t_1/2=1,8cdot 10^22$ años.
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