¿Por qué ocurre la fisión nuclear si el U-236 existe naturalmente?

Answer 1

Según la entrada de Wikipedia sobre Uranio-236, la abundancia natural es menos de una parte en 10 ^ 11 (es decir, una parte en 100 mil millones). Así que no estoy seguro de decir “existe en la naturaleza” en un grado significativo. Aparte de eso, es una muy buena pregunta: dado que el U-236 tiene una vida media de 23 millones de años (por desintegración alfa), ¿por qué el U-235 + un neutrón sufre fisión (división) en lugar de acumularse y decaer gradualmente? Nuevamente de Wikipedia: “El isótopo fisionable uranio-235 alimenta la mayoría de los reactores nucleares. El U-235 que absorbe un neutrón térmico puede ir de dos maneras. Alrededor del 82% del tiempo, será fisión. Aproximadamente el 18% del tiempo no se fisionará, en su lugar emitirá radiación gamma y producirá U-236 ”. Entonces, para responder a su pregunta, aproximadamente el 18% del tiempo, cuando un átomo de U-235 absorbe un neutrón, forma U-236 . Alrededor del 82% de las veces, cuando un U-235 aborda un neutrón, se divide (fisiones). Por qué ESTO es cierto, no puedo responder también (estudié química, ciencia de materiales e ingeniería nuclear, no física nuclear). Piénselo más o menos de esta manera: aunque las reacciones generales son

U-235 + neutrón -> U-236 + gamma

o

U-235 + neutrones -> productos de fisión

Puede pensar que ocurre en unos pocos pasos, donde el primer paso es el U-235 que absorbe el neutrón. El resultado es un núcleo U-236 en un estado altamente inestable (U-236 *). Desde este estado altamente inestable, rápidamente emitirá su energía extra como un fotón de alta energía (un gamma) o sufrirá una fisión. Aunque la analogía no es precisa, se podría considerar como un petardo con casos inconsistentes, donde la mayoría de ellos irán a la banca (como es de esperar), pero casi una quinta parte saldrá a chorros y emitirá un pequeño chorro de calor. gas.

Answer 2

La respuesta a casi todos los “¿por qué?” En física de partículas o nuclear es porque el proceso es favorable desde el punto de vista energético.

Primero, debemos ser claros: la captura de neutrones ocurre. Un pequeño porcentaje de colisiones entre neutrones libres y núcleos de uranio-235 da como resultado la captura de neutrones y la formación del isótopo hijo U-236.

Sin embargo, este proceso no es energéticamente favorable. Es decir, se necesita menos energía para que el núcleo de uranio de alto potencial se separe de lo que necesita para que el núcleo de alto potencial llegue a un potencial aún mayor (U-236). Este es un resultado desfavorable. No es imposible (se ha observado), pero debido a que requiere más energía para producir ese resultado, es menos probable que ocurra.

Isótopos radioactivos

Answer 3

U235 tiene secciones transversales de absorción y fisión (probabilidades) que dependen de la energía. Entonces, esto es algo dependiente de la energía del neutrón incidente. Además, nada en el cuanto es exacto, todo se basa en probabilidades, por lo que todo lo que pueda suceder, sucederá con cierta frecuencia.

Answer 4

El U-236 presente de forma natural en el uranio elemental se forma como consecuencia de la desintegración alfa del U-238.

El U-235 en absorción de neutrones (incluso un neutrón térmico) solo sufrirá esta fisión de reacción nuclear, y no formará U-236. La razón de esto es que la “energía de excitación” impartida por un neutrón de incluso “energía cinética cero” al nucleido U-235 a través de su absorción en U-235 cruza fácilmente “la energía umbral de fisión nuclear” (llamada Activación o energía crítica) ¡lo que obliga al núcleo U-235 a hacer nada más que dividirse!

Answer 5

U-236 tiene una vida media significativa de aproximadamente 23 millones de años en su estado de energía más bajo. Cuando el U-235 gana un neutrón en una reacción en cadena de fisión, generalmente gana suficiente energía para poner al U-236 en uno de sus estados de energía más alta que es muy inestable, por lo que se fisiona.

Reflexionar sobre preguntas como esta me ha llevado a pensar que el núcleo no está bien descrito como una “gota de líquido”, pero en algunos casos tiene una estructura más cristalina.

Answer 6

Hace quizás 1/6 de las veces con neutrones térmicos, y aún más con algunas energías de neutrones intermedias.

El neutrón agrega energía y esto es temporalmente suficiente para dividirse a veces.

El uranio reprocesado es bastante inútil debido al U-236, al menos en los reactores térmicos.

Answer 7

Es lo que dijo Joseph Boyle.

El neutrón se absorbe y su energía de unión se agrega a la energía del núcleo creando un núcleo en un estado excitado. Entonces es una carrera: ¿se deshace de la energía extra emitiendo gammas o se fisiona? – Tira los dados cuánticos y mira lo que obtienes.