¿Por qué la fisión de litio no es una cosa?

Cuando las personas piensan en la fisión, normalmente piensan en términos de fisión de neutrones. Lithium-6 y 7 pueden sufrir fisión por neutrones o protones.

protón + litio-6 -> helio-4 (1.7 MeV) + helio-3 (2.3 MeV) 4 MeV para Li-6, en comparación con aproximadamente 200 MeV para uranio no parece mucho pero no tiene todo Los problemas del uranio.

protón + litio-7 -> 2 helio-4 (17.3 MeV) (tenga en cuenta que esta es una energía sustancialmente mayor que la de la fusión protón / boro11 (8.7 MeV por evento) – el supuesto santo grial de fusión pero aún mucho menos que la fisión de uranio – Sin embargo, está limpio.

Ahora neutrones que comienzan con litio-6.

6Li + n → 4He (2.05MeV) + T (2.75 MeV)

Luego litio-7.

Los neutrones de alta energía también pueden producir tritio a partir de litio-7 en una reacción endotérmica (una reacción que consume calor neto), que consume 2.466 MeV. Esto se descubrió cuando la prueba nuclear de Castle Bravo de 1954 produjo un rendimiento inesperadamente alto.

7LI + n → 4He + T + n (-2.46 MeV)

Vemos que Lithium-6 y Lithium-7 pueden sufrir fisión utilizando protones o neutrones. Con activación de protones Lihium-6 (4 MeV) y Lithium-7 ( 17.3 MeV) y con activación de neutrones Lithium-6 (2.75 MeV) y Lithium-7 (-2.46 MeV). Claramente, la fisión de protones de Lithium-7 es la reacción preferida ya que genera energía sustancial .

La fisión de litio se usa como un refuerzo de neutrones para bombas de fusión. No crea la intensidad og radiación gamma y el calor necesarios para calentar el refrigerante para crear vapor para generar energía, y requiere una reacción de fisión juclear para liberar sus neutrones para empezar. Además, el uranio es muy denso y requiere cantidades relativamente pequeñas de material para crear grandes cantidades de energía en comparación con el litio. Independientemente de lo que crea el ingeniero que escribió ese libro, la ingeniería del mundo real es muy poco práctica para el reactor de litio.

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El 94% del litio es 7Li, así que comencemos con eso. Para que una reacción de fisión sea útil, debe ser capaz de una reacción en cadena. Los neutrones son lo único que puede atravesar la nube de electrones y quizás unirse al núcleo. Al agregar 1 neutrón a 7Li, obtienes 8Li con una vida media de menos de 1 segundo. Se descompone convirtiendo un neutrón en un protón y emitiendo un electrón. Luego se convierte en 8Be durante aproximadamente 8.18E-17 segundos antes de dividirse en dos partículas alfa muy estables. No se producen más neutrones, por lo que no es posible una reacción en cadena.
El resto de litio es 6Li. Si consigues que acepte un neutrón, obtienes 7Li como se indica arriba. Hay algunas reacciones exóticas con el litio dentro de una explosión de fusión, pero parecen ser de poca utilidad para la fisión. Por cierto, una de esas reacciones exóticas solo se descubrió cuando intentaban descubrir por qué una prueba de bomba en particular producía casi el doble de energía de lo esperado.

El cambio en la energía de unión es pequeño y el pequeño tamaño del núcleo no es propicio para la fisión porque los nucleones están lo suficientemente cerca que la fuerza nuclear fuerte hace improbable la fisión.

El litio no es propenso a la fisión. De hecho, ponen algo de litio dentro de los reactores nucleares para crear isótopos de litio raros. Si no se fisiona mucho bajo el flujo de neutrones dentro de un reactor, es probable que sea muy difícil lograr que se fisione por sí solo, sin importar la cantidad de presión y reflector que le pongas.