U 235/92

 Tokyo, 2011 20 marzo L. Rabasco

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Uranio. Empezemos por la compacidad del núcleo, aquí tenemos los protones y neutrones (nucleones) unidos por una fuerza nuclear de corto alcance que contrarresta la repulsión eléctrica de las cargas positivas de los protones. El uranio se caracteriza por contener 92 protones en su núcleo y se da la circunstancia de que en un núcleo así, la fuerza repulsiva entre los protones está muy cerca de sobrepasar a la fuerza nuclear. Si se alojan 146 neutrones, dicho núcleo se vuelve inestable. Esta forma de uranio de 238 nucleones, es el isótopo conocido como uranio-238 ó U 238/92. La siguiente disposición más probable es el uranio-235 (U 235/92), con tres neutrones menos. Estos núcleos más ligeros suponen aproximadamente el 0,7 % del uranio que podemos encontrar en la naturaleza. El núcleo del uranio-235 tiene la peculiaridad de encontrarse en condiciones próximas a la ruptura nuclear. Un neutrón libre que se aproxime puede romperlo completamente. Fisión nuclear. Cuando un neutrón choca contra un núcleo de uranio-235, se forma un núcleo compuesto de uranio-206 de una duración muy corta, ya que desestabiliza el precario equilibrio de fuerzas nucleares. Su fragmentación puede disparar 2 ó 3 neutrones. Tras la ruptura del núcleo, el esparcimiento de los fragmentos libera enorme energía que llega a disminuir la masa del núcleo original. Una partición típica da lugar a 38 protones y 52 neutrones, otro de 54 protones y 89 neutrones más tres neutrones libres. El conjunto de 54 protones es un núcleo de gas xenón-143. Partículas radiactivas. La fisión, sea inducida o espontánea, es la forma más violenta de ruptura de un núcleo, pero hay otras formas. Un núcleo de uranio-238, aun sin estar próximo a la ruptura, está sometido a una tensión que lo hace capaz de desprenderse de dos protones con dos neutrones. Lo que queda es un núcleo de 90 protones y 144 neutrones del metal torio-234. La partícula desprendida equivale a un núcleo de helio, pero debido a su elevada velocidad, es capaz de atravesar cualquier cosa, se trata de una partícula alfa. La mayoría de los núcleos con , por lo menos, 83 protones sufren este fenómeno, se llaman emisores alfa. El equilibrio entre protones y neutrones en el torio-234, aunque más satisfactorio, dista mucho de ser ideal. Emitiendo otra partícula alfa, el núcleo se compacta excesivamente. Fuera del núcleo ahora con 90 protones y 144 neutrones, escapa un electrón de alta velocidad conocido como partícula beta. Esta emisión beta transforma el torio-234 en protactinio-234 que es a su vez emisor alfa. Así, transformándose alternativamente de emisor alfa en beta, el núcleo se altera a sí mismo hasta quedarse sólo 82 protones y 124 neutrones y es, por fin, estable: el núcleo del plomo-206. Otro tanto le ocurre al núcleo del estroncio-90, uno de los dos fragmentos mayores formados por la fisión inducida del uranio 235. El núcleo del estroncio-90 es también emisor beta. Uno de sus neutrones es reemplazado por un protón convirtiéndose en ytrio-90, otro emisor beta que por el mismo proceso, se convierte en un núcleo de circonio-90, que es estable. Las emisiones beta de los núcleos productos de fisión están seguidos frecuentemente por rayos gamma. Hay por tanto cuatro formas en las que un núcleo puede alterarse: fisión nuclear (inducida o espontánea), emisión alfa, emisión beta y emisión gamma.

Radiación. Estas emisiones de neutrones, partículas alfa y beta y rayos gamma, se esparcen radialmente en todas direcciones. De un radio isótopo determinado, su desintegración es regular en el tiempo y se conoce como su vida media, el período de tiempo en el que se desintegra la mitad de sus núcleos.

Advertisements