Energía de desintegración

Este artículo incluye una lista de referencias generales , pero carece de suficientes citas en línea correspondientes . Ayúdenos a mejorar este artículo introduciendo citas más precisas. ( Septiembre de 2018 ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje )

Física nuclear
Núcleo Nucleones pag norte Materia nuclear Fuerza nuclear Estructura nuclear Reacción nuclear
Modelos del núcleo Gota de liquido Modelo de capa nuclear Modelo de bosón interactuante Desde el principio
Clasificación de los nucleidos Isótopos – iguales a Z Isóbaras – iguales A Isótonos – igual a N Isodiáferas – iguales N  −  Z Isómeros : son iguales a todos los anteriores. Núcleos espejo  – Z ↔ N Estable Magia Par/impar Halo Borromeo
Estabilidad nuclear Energía de unión relación p–n Línea de goteo Isla de estabilidad Valle de estabilidad Nuclido estable
Desintegración radiactiva Alfa α Beta β 2β 0v β + Captura K/L Isómero Gamma gamma Conversión interna Fisión espontánea Desintegración del racimo Emisión de neutrones Emisión de protones Energía de desintegración Cadena de desintegración Producto de descomposición Nuclido radiogénico
Fisión nuclear Espontáneo Productos ruptura de pareja Fotofisión
Captura de procesos electrón 2× neutrón s a protón pag rp
Procesos de alta energía Espalación por rayo cósmico Fotodesintegración
Nucleosíntesis y astrofísica nuclear Fusión nuclear Procesos: Estelar Gran Explosión Supernova Nuclidos: Primordial Cosmogénico Artificial
Física nuclear de alta energía Plasma de quarks y gluones RHC Gran Colisionador de Alta Capacidad
Científicos Álvarez Becquerel Bethe A. Bohr N. Bohr Chadwick Cockcroft Irlanda Curie Padre Curie Pi. Curie Sklodowska-Curie Davison Fermi Hahn Jensen Lorenzo Mayer Meitner Olifante Oppenheimer Proca Purcell Rabí Rutherford Sólido Strassman Świątecki Szilárd Escrutador Thomson Walton Wigner
Portal de física  Categoría
en a mi

La energía de desintegración es el cambio de energía de un núcleo que ha sufrido una desintegración radiactiva . La desintegración radiactiva es el proceso en el que un núcleo atómico inestable pierde energía emitiendo partículas ionizantes y radiación . Esta desintegración, o pérdida de energía, da como resultado que un átomo de un tipo (llamado nucleido padre ) se transforme en un átomo de un tipo diferente (llamado nucleido hijo ).

La diferencia de energía de los reactivos a menudo se escribe como Q :

${\displaystyle Q=\left({\text{Kinetic energy}}\right)_{\text{after}}-\left({\text{Kinetic energy}}\right)_{\text{before}},}$

${\displaystyle Q=\left({\text{Rest mass}}\right)_{\text{before}}c^{2}-\left({\text{Rest mass}}\right)_{\text{after}}c^{2}.}$^[1]

La energía de desintegración se expresa generalmente en unidades de energía MeV (millones de electronvoltios ) o keV (miles de electronvoltios):

${\displaystyle Q{\text{ [MeV]}}=-931.5\Delta M{\text{ [Da]}},~~({\text{where }}\Delta M=\Sigma M_{\text{products}}-\Sigma M_{\text{reactants}}).}$^[2]

Los tipos de desintegración radiactiva incluyen:

• luz de gama
• desintegración beta (la energía de desintegración se divide entre el electrón emitido y el neutrino que se emite al mismo tiempo)
• desintegración alfa

La energía de desintegración es la diferencia de masa Δm entre el átomo padre y el átomo hijo y las partículas. Es igual a la energía de radiación E. Si A es la actividad radiactiva , es decir, el número de átomos que se transforman por tiempo, M la masa molar, entonces la potencia de radiación P es:

${\displaystyle P=\Delta {m}\left({\frac {A}{M}}\right).}$

o

${\displaystyle P=E\left({\frac {A}{M}}\right).}$

o

${\displaystyle P=QA.}$

Ejemplo: ⁶⁰ Co se desintegra en ⁶⁰ Ni. La diferencia de masa Δm es 0,003 u . La energía radiada es aproximadamente 2,8 MeV. El peso molar es 59,93. La vida media T de 5,27 años corresponde a la actividad A = N [ ln(2) / T ] , donde N es el número de átomos por mol y T es la vida media. Teniendo en cuenta las unidades, la potencia de radiación para ⁶⁰ Co es 17,9 W/g   

Potencia de radiación en W/g para varios isótopos:

⁶⁰ Co: 17,9

²³⁸ Pu: 0,57

¹³⁷ Cs: 0,6

²⁴¹ Soy: 0.1

²¹⁰ Po: 140 (T = 136  días)

⁹⁰ Sr: 0,9

²²⁶ Ra: 0,02

Para su uso en generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), es deseable una alta energía de desintegración combinada con una vida media prolongada. Para reducir el costo y el peso del blindaje contra la radiación , se prefieren fuentes que no emitan una fuerte radiación gamma . Esta tabla da una indicación de por qué, a pesar de su enorme costo,²³⁸
El Pu, con su vida media de aproximadamente ochenta años y sus bajas emisiones gamma, se ha convertido en el nucleido RTG preferido.⁹⁰
Sr tiene un peor desempeño que²³⁸
En casi todas las medidas, el Pu tiene una vida útil más corta, es un emisor beta en lugar de un emisor alfa fácilmente protegido y libera una radiación gamma significativa cuando su nucleido hijo⁹⁰
El Y se desintegra, pero como es unproducto de fisión nuclear de alto rendimiento y fácil de extraer químicamente de otros productos de fisión, los RTG basados ​​en titanato de estroncio se utilizaron ampliamente en lugares remotos durante gran parte del siglo XX. El cobalto-60, si bien se utiliza ampliamente para fines como la irradiación de alimentos, no es un isótopo RTG viable, ya que la mayor parte de su energía de desintegración se libera por rayos gamma, lo que requiere un blindaje sustancial. Además, su vida media de cinco años es demasiado corta para muchas aplicaciones.

• Valor Q (ciencia nuclear)

• Radiactividad Radionucleidos Radiación por Joseph Magill y Jean Galy, Springer Verlag, 2005