Hispanopedia WikiLa emisión de neutrones es un modo de desintegración radiactiva en el que uno o más neutrones son expulsados de un núcleo . [ 1 ] Ocurre en los nucleidos más ricos en neutrones y deficientes en protones , y también en estados excitados de otros nucleidos, como en la emisión de fotoneutrones y la emisión de neutrones retardados beta. Dado que solo se pierde un neutrón en este proceso, el número de protones permanece inalterado, y un átomo no se convierte en un átomo de un elemento diferente, sino en un isótopo diferente del mismo elemento. [ 2 ]
Los neutrones también se producen en la fisión espontánea e inducida de ciertos nucleidos pesados.
Emisión espontánea de neutrones
Como consecuencia del principio de exclusión de Pauli , los núcleos con exceso de protones o neutrones tienen una energía media por nucleón mayor. Los núcleos con un exceso suficiente de neutrones poseen una energía superior a la de la combinación de un neutrón libre y un núcleo con un neutrón menos, y por lo tanto pueden desintegrarse por emisión de neutrones. Los núcleos que pueden desintegrarse mediante este proceso se consideran situados más allá de la línea de goteo de neutrones .
Dos ejemplos de isótopos que emiten neutrones son el berilio-13 (que se desintegra en berilio-12 con una vida media2,7 × 10 −21 s ) y helio-5 ( helio-4 ,7 × 10 −22 s ). [ 3 ]
En las tablas de modos de desintegración nuclear, la emisión de neutrones se suele denotar con la abreviatura n .
Emisión doble de neutrones
Algunos isótopos ricos en neutrones se desintegran mediante la emisión de dos o más neutrones. Por ejemplo, el hidrógeno-5 y el helio-10 se desintegran mediante la emisión de dos neutrones, el hidrógeno-6 mediante la emisión de 3 o 4 neutrones, y el hidrógeno-7 mediante la emisión de 4 neutrones.
emisión de fotoneutrones
Algunos nucleidos pueden ser inducidos a expulsar un neutrón por radiación gamma . Uno de estos nucleidos es el ⁹Be ; su fotodesintegración es significativa en astrofísica nuclear, en relación con la abundancia de berilio y las consecuencias de la inestabilidad del ⁸Be . Esto también hace que este isótopo sea útil como fuente de neutrones en reactores nucleares. [ 4 ] Otro nucleido, el ¹⁸¹Ta , también es conocido por su fácil fotodesintegración; se cree que este proceso es responsable de la creación del ¹⁸⁰mTa , el único isómero nuclear primordial y el nucleido primordial más raro . [ 5 ]
Emisión de neutrones retardados beta
La emisión de neutrones suele producirse en núcleos en estado excitado , como el ¹⁷O* excitado , resultante de la desintegración beta del ¹⁷N . El proceso de emisión de neutrones está controlado por la fuerza nuclear y, por lo tanto, es extremadamente rápido, a veces denominado "casi instantáneo". Este proceso permite que los átomos inestables alcancen mayor estabilidad. La eyección del neutrón puede ser producto del movimiento de muchos nucleones, pero en última instancia está mediada por la acción repulsiva de la fuerza nuclear, que actúa a distancias extremadamente cortas entre ellos.
Neutrones retardados en el control de reactores
La mayor parte de la emisión de neutrones, aparte de la producción de neutrones rápidos asociada a la fisión (ya sea inducida o espontánea), proviene de isótopos pesados en neutrones producidos como productos de fisión . Estos neutrones a veces se emiten con un retardo, de ahí el término neutrones retardados , pero el retardo real en su producción es un retraso mientras se espera a que la desintegración beta de los productos de fisión produzca los precursores nucleares en estado excitado que inmediatamente experimentan la emisión de neutrones rápidos. Por lo tanto, el retardo en la emisión de neutrones no se debe al proceso de producción de neutrones, sino a su desintegración beta precursora, que está controlada por la fuerza débil y, por consiguiente, requiere un tiempo mucho mayor. Las vidas medias de desintegración beta de los precursores de los radioisótopos emisores de neutrones retardados suelen ser de fracciones de segundo a decenas de segundos.
Sin embargo, los neutrones retardados emitidos por los productos de fisión ricos en neutrones facilitan el control de los reactores nucleares al ralentizar considerablemente el cambio de reactividad en comparación con el control ejercido únicamente por neutrones instantáneos. Aproximadamente el 0,65 % de los neutrones se liberan de forma retardada en una reacción nuclear en cadena debido al mecanismo de emisión de neutrones, y es esta fracción la que permite controlar un reactor nuclear en escalas de tiempo comprensibles para el ser humano, evitando así alcanzar un estado crítico inmediato y una fusión descontrolada.
Emisión de neutrones en la fisión
Fisión inducida
Un sinónimo de dicha emisión de neutrones es la producción de " neutrones rápidos ", del tipo que se sabe que ocurre simultáneamente con la fisión nuclear inducida . La fisión inducida ocurre solo cuando un núcleo es bombardeado con neutrones, rayos gamma u otros portadores de energía. [ 6 ] Muchos isótopos pesados, en particular el californio-252 , también emiten neutrones rápidos entre los productos de un proceso de desintegración radiactiva espontánea similar, la fisión espontánea .
Fisión espontánea
La fisión espontánea se produce cuando un núcleo se divide en dos (ocasionalmente tres ) núcleos más pequeños y, generalmente, uno o más neutrones.
Véase también
Referencias
- ↑ Guinn, Vincent P. (2003). «Radiactividad». Enciclopedia de Ciencias Físicas y Tecnología . págs. 661–674 . doi : 10.1016/B0-12-227410-5/00643-8 . ISBN 978-0-12-227410-7.
- ↑ "¿Qué es la radiación?" . www.arpansa.gov.au/ .
- ↑ "Emisión de neutrones" . Archivado del original (página web) el 21/11/2016 . Consultado el 30/10/2014 .
- ↑ Odsuren, M.; Katō, K.; Kikuchi, Y.; Aikawa, M.; Myo, T. (2014). "Un problema de resonancia en el estado resonante de baja energía en el sistema 9Be" . Journal of Physics: Conference Series . 569 (1) 012072. Bibcode : 2014JPhCS.569a2072O . doi : 10.1088/1742-6596/569/1/012072 .
- ^ Utsonomiya, H.; Akimune, H.; Goko, S.; Yamagata, T.; Ohta, M.; Ohgaki, H.; Toyokawa, H.; Sumiyoshi, K.; Lui, Y.-W. (2002). "Secciones transversales de fotoneutrones para astrofísica nuclear" . Revista de ciencia y tecnología nucleares . Suplemento 2: 542– 545. Bibcode : 2002JNST...39S.542U . doi : 10.1080/00223131.2002.10875158 .
- ↑ "Neutrones instantáneos y neutrones retardados | nuclear-power.com" . Energía nuclear . Consultado el 4 de febrero de 2026 .
Enlaces externos
- "¿Por qué algunos átomos son radiactivos?" EPA. Agencia de Protección Ambiental, s.f. Web. 31 de octubre de 2014.
- Gráfico en vivo de nucleidos – OIEA con filtro de desintegración por emisión retardada de neutrones
- Datos sobre estructura y desintegración nuclear – OIEA con consulta sobre energía de separación de neutrones
- Neutrón
- Física nuclear
- Radioactividad