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Emisión de neutrones

La emisión de neutrones es un modo de decaimiento radioactivo por el cual uno o más neutrones son expulsados desde un núcleo. Ocurre en los nucleidos con más neutrones que protones, y también desde estados excitados de otros nucleidos como en el caso de la emisión de fotoneutrones y emisión de neutrones mediante retardo beta. Como sólo un neutrón se pierde mediante este proceso, el número de protones permanece sin cambios, y un átomo no se convierte en un átomo de un elemento diferente, sino en un isótopo diferente del mismo elemento.

Los neutrones son también producidos en la fisión espontánea e inducida de ciertos nucleidos pesados.

Emisión espontánea de neutrón

Debido al principio de exclusión de Pauli los núcleos con un exceso de protones o neutrones tienen una energía promedio por nucleón mayor. Los núcleos con un exceso suficiente de neutrones tienen una energía más grande que la combinación de un neutrón libre y un núcleo con un neutrón menos, y por tanto pueden decaer mediante emisión de neutrón. Los núcleos que pueden decaer mediante emisión de neutrón se identifican como aquellos que se encuentran más allá de la línea de emisión de neutrón en la Tabla periódica.

Dos ejemplo de isótopos que emiten neutrones son el berilio -13 (que decae a berilio-12 con una vida media 2.7×10−21 s) y el helio-5 (helio-4, 7×10−22 s).[1]

En las tablas de los modos de decaimiento nuclear, la emisión de neutrones se denota comúnmente con la abreviatura n.

Emisión de fotoneutrones

Algunos nucleidos, p.ej. Be-9, pueden ser inducidos a emitir un neutrón mediante la acción de radiación gamma.

Emisión de neutrón mediante retardo beta

La emisión de neutrones normalmente ocurre desde núcleos que están en un estado excitado, como el 17O* excitado producido por el decaimiento beta de 17N. El proceso de emisión de neutrones en sí 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 se vuelvan más estables. La expulsión del neutrón puede ser producto del movimiento de muchos nucleones, pero en última instancia está determinado por la acción repulsiva de la fuerza nuclear que existe entre los nucleones a distancias extremadamente cortas. La vida de un neutrón expulsado dentro del núcleo antes de su emisión es generalmente comparable al tiempo de vuelo de un neutrón típico antes de que salga del pequeño "pozo de potencial" nuclear, o aproximadamente de 1x10-23 segundos.[2]

Neutrones retardados en el control de un reactor

La mayoría de las emisiones de neutrones fuera de la producción inmediata de neutrones asociada con la fisión (ya sea inducida o espontánea), provienen de isótopos pesados de neutrones productos de la fisión. Estos neutrones a veces son emitidos con un retraso, por lo que se los denomina neutrones retrasados o neutrones demorados, pero el retraso en su producción es un retraso debido a la necesidad de que se produzca el decaimiento beta de los productos de fisión que producen el estado nuclear excitado que inmediatamente experimenta una emisión instantánea de neutrón. Por lo tanto, el retraso en la emisión de neutrones no proviene del propio proceso de producción de neutrones, sino de la espera a que se produzca la desintegración beta precursora, que está controlada por la fuerza débil y, por lo tanto, requiere un tiempo mucho más prolongado. Las vidas medias de desintegración beta de los precursores de los radioisótopos de emisores de neutrones retardados son típicamente tiempos de fracciones de un segundo a decenas de segundos.

Sin embargo, los neutrones retardados emitidos por los productos de fisión con abundancia de neutrones ayudan a controlar los reactores nucleares al hacer que la reactividad cambie mucho más lentamente de lo que lo haría si estuviera controlada por los neutrones instantáneos. Aproximadamente 0.65% de los neutrones liberados en una reacción de cadena nuclear son producidos en una manera retardada debido al mecanismo de emisión de neutrones, y es esta fracción de neutrones la que permite controlar un reactor nuclear en escalas de tiempo compatibles con los tiempos de reacción humana, sin que ocurra un estado crítico pronto, y una reacción nuclear incontrolada.

Emisión de neutrones durante la fisión

Fisión inducida

Un sinónimo de la emisión de neutrones es la producción de "neutrones inmediatos", del tipo que ocurre simultáneamente con la fisión nuclear inducida. La fisión inducida sólo ocurre cuando un núcleo es bombardeado con neutrones, rayos gamma, u otros portadores de energía. Muchos isótopos pesados, especialmente relevante el californio-252, también emiten neutrones inmediatos entre los productos de un proceso de decaimiento radioactivo espontáneo similar denominado fisión espontánea.

Fisión espontánea

La fisión espontánea ocurre cuando un núcleo se divide en dos núcleos más pequeños y generalmente se liberan en el proceso uno o más neutrones.

Véase también

Referencias

  1. «Neutron Emission» (webpage). Consultado el 30 de octubre de 2014. 
  2. «Neutron emission lifetime and why» (PDF). Consultado el 17 de septiembre de 2012. 

Enlaces externos

  • "Por qué Es Algunos Átomos Radioactivos?" EPA. Agencia de Protección medioambiental, n.d. Web. 31 Oct. 2014
  • El LIVEChart de Nuclides - IAEA con filtro en decaimiento por emisión de neutrón retardado
  • Datos de estructura nucleares y decaimientos - IAEA con consulta energía de separación del neutrón
  •   Datos: Q898923

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La emision de neutrones es un modo de decaimiento radioactivo por el cual uno o mas neutrones son expulsados desde un nucleo Ocurre en los nucleidos con mas neutrones que protones y tambien desde estados excitados de otros nucleidos como en el caso de la emision de fotoneutrones y emision de neutrones mediante retardo beta Como solo un neutron se pierde mediante este proceso el numero de protones permanece sin cambios y un atomo no se convierte en un atomo de un elemento diferente sino en un isotopo diferente del mismo elemento Los neutrones son tambien producidos en la fision espontanea e inducida de ciertos nucleidos pesados Indice 1 Emision espontanea de neutron 2 Emision de fotoneutrones 3 Emision de neutron mediante retardo beta 3 1 Neutrones retardados en el control de un reactor 4 Emision de neutrones durante la fision 4 1 Fision inducida 4 2 Fision espontanea 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Enlaces externosEmision espontanea de neutron EditarDebido al principio de exclusion de Pauli los nucleos con un exceso de protones o neutrones tienen una energia promedio por nucleon mayor Los nucleos con un exceso suficiente de neutrones tienen una energia mas grande que la combinacion de un neutron libre y un nucleo con un neutron menos y por tanto pueden decaer mediante emision de neutron Los nucleos que pueden decaer mediante emision de neutron se identifican como aquellos que se encuentran mas alla de la linea de emision de neutron en la Tabla periodica Dos ejemplo de isotopos que emiten neutrones son el berilio 13 que decae a berilio 12 con una vida media 2 7 10 21 s y el helio 5 helio 4 7 10 22 s 1 En las tablas de los modos de decaimiento nuclear la emision de neutrones se denota comunmente con la abreviatura n Emision de fotoneutrones EditarAlgunos nucleidos p ej Be 9 pueden ser inducidos a emitir un neutron mediante la accion de radiacion gamma Emision de neutron mediante retardo beta EditarLa emision de neutrones normalmente ocurre desde nucleos que estan en un estado excitado como el 17O excitado producido por el decaimiento beta de 17N El proceso de emision de neutrones en si esta controlado por la fuerza nuclear y por lo tanto es extremadamente rapido a veces denominado casi instantaneo Este proceso permite que los atomos inestables se vuelvan mas estables La expulsion del neutron puede ser producto del movimiento de muchos nucleones pero en ultima instancia esta determinado por la accion repulsiva de la fuerza nuclear que existe entre los nucleones a distancias extremadamente cortas La vida de un neutron expulsado dentro del nucleo antes de su emision es generalmente comparable al tiempo de vuelo de un neutron tipico antes de que salga del pequeno pozo de potencial nuclear o aproximadamente de 1x10 23 segundos 2 Neutrones retardados en el control de un reactor Editar La mayoria de las emisiones de neutrones fuera de la produccion inmediata de neutrones asociada con la fision ya sea inducida o espontanea provienen de isotopos pesados de neutrones productos de la fision Estos neutrones a veces son emitidos con un retraso por lo que se los denomina neutrones retrasados o neutrones demorados pero el retraso en su produccion es un retraso debido a la necesidad de que se produzca el decaimiento beta de los productos de fision que producen el estado nuclear excitado que inmediatamente experimenta una emision instantanea de neutron Por lo tanto el retraso en la emision de neutrones no proviene del propio proceso de produccion de neutrones sino de la espera a que se produzca la desintegracion beta precursora que esta controlada por la fuerza debil y por lo tanto requiere un tiempo mucho mas prolongado Las vidas medias de desintegracion beta de los precursores de los radioisotopos de emisores de neutrones retardados son tipicamente tiempos de fracciones de un segundo a decenas de segundos Sin embargo los neutrones retardados emitidos por los productos de fision con abundancia de neutrones ayudan a controlar los reactores nucleares al hacer que la reactividad cambie mucho mas lentamente de lo que lo haria si estuviera controlada por los neutrones instantaneos Aproximadamente 0 65 de los neutrones liberados en una reaccion de cadena nuclear son producidos en una manera retardada debido al mecanismo de emision de neutrones y es esta fraccion de neutrones la que permite controlar un reactor nuclear en escalas de tiempo compatibles con los tiempos de reaccion humana sin que ocurra un estado critico pronto y una reaccion nuclear incontrolada Emision de neutrones durante la fision EditarFision inducida Editar Un sinonimo de la emision de neutrones es la produccion de neutrones inmediatos del tipo que ocurre simultaneamente con la fision nuclear inducida La fision inducida solo ocurre cuando un nucleo es bombardeado con neutrones rayos gamma u otros portadores de energia Muchos isotopos pesados especialmente relevante el californio 252 tambien emiten neutrones inmediatos entre los productos de un proceso de decaimiento radioactivo espontaneo similar denominado fision espontanea Fision espontanea Editar La fision espontanea ocurre cuando un nucleo se divide en dos nucleos mas pequenos y generalmente se liberan en el proceso uno o mas neutrones Vease tambien EditarRadiacion por neutrones Fuente de neutronesReferencias Editar Neutron Emission webpage Consultado el 30 de octubre de 2014 Neutron emission lifetime and why PDF Consultado el 17 de septiembre de 2012 Enlaces externos Editar Por que Es Algunos Atomos Radioactivos EPA Agencia de Proteccion medioambiental n d Web 31 Oct 2014 El LIVEChart de Nuclides IAEA con filtro en decaimiento por emision de neutron retardado Datos de estructura nucleares y decaimientos IAEA con consulta energia de separacion del neutron Datos Q898923 Obtenido de https es wikipedia org w index php title Emision de neutrones amp oldid 138837209, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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