Isobaras estables a la desintegración beta


De Wikipedia, la enciclopedia libre
  (Redirigido desde Beta-estable )
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Isótopos de tabla en.svg

Las isobaras estables de desintegración beta son el conjunto de nucleidos que no pueden sufrir desintegración beta , es decir, la transformación de un neutrón en un protón o de un protón en un neutrón dentro del núcleo . Un subconjunto de estos nucleidos también es estable con respecto a la desintegración beta doble o la desintegración beta simultánea teóricamente más alta, ya que tienen la energía más baja de todos los nucleidos con el mismo número de masa .

Este conjunto de nucleidos también se conoce como la línea de estabilidad beta , un término que ya era de uso común en 1965. [1] [2] Esta línea se encuentra a lo largo del fondo del valle nuclear de estabilidad .

Introducción

La línea de estabilidad beta se puede definir matemáticamente encontrando el nucleido con la mayor energía de enlace para un número de masa dado, mediante un modelo como la fórmula clásica de masa semi-empírica desarrollada por CF Weizsäcker . Estos nucleidos son máximos locales en términos de energía de enlace para un número de masa dado.

Todos los números de masa impares tienen solo un nucleido estable de desintegración beta.

Entre el número de masa par, siete (96, 124, 130, 136, 148, 150, 154) tienen tres nucleidos beta-estables. Ninguno tiene más de tres, todos los demás tienen uno o dos.

  • De 2 a 34 , todos tienen solo uno.
  • De 36 a 72, solo nueve (36, 40, 46, 48, 50, 54, 58, 64, 70) tienen dos y los 11 restantes tienen uno.
  • De 74 a 122, solo uno (96) tiene tres, tres (88, 90, 118) tienen uno y los 22 restantes tienen dos.
  • De 124 a 154, solo uno (140) tiene uno, seis tienen tres y los 9 restantes tienen dos.
  • Del 156 al 262, solo dieciocho tienen uno y los 36 restantes tienen dos, aunque también pueden existir algunos por descubrir.

Todos los nucleidos primordiales son estables a la desintegración beta, con la excepción de 40 K, 50 V, 87 Rb, 113 Cd, 115 In, 138 La, 176 Lu y 187 Re. Además, no se ha observado que el 123 Te y el 180m Ta se descompongan, pero se cree que sufren una desintegración beta con una vida media extremadamente larga (más de 10 a 15 años). Se sabe que todos los elementos hasta el nobelio inclusive , excepto el tecnecio y el prometio , tienen al menos un isótopo beta estable.

Lista de isobaras estables de desintegración beta conocidas

Actualmente se conocen 350 nucleidos estables a la desintegración beta. [3] [4] La desintegración beta doble teóricamente predicha u observada experimentalmente se muestra mediante flechas, es decir, las flechas apuntan hacia la isobara de masa más ligera. (Esto a veces está dominado por la desintegración alfa o la fisión espontánea , especialmente para los elementos pesados).

Ningún nucleido estable a la desintegración beta tiene el número de protones 43 o 61 y ningún nucleido estable a la desintegración beta tiene el número de neutrones 19, 21, 35, 39, 45, 61, 71, 89, 115, 123 o 147.

Un gráfico de nucleidos conocidos y pronosticados hasta Z = 149, N = 256. El negro indica la línea de estabilidad beta pronosticada, que concuerda bien con los datos experimentales. Se predice que las islas de estabilidad se centrarán cerca de 294 Ds y 354 126, más allá de lo cual el modelo parece desviarse de varias reglas de la fórmula de masa semi-empírica. [8]

Se observó que todos los nucleidos estables a la desintegración beta con A ≥ 209 se desintegraron por desintegración alfa, excepto en algunos donde domina la fisión espontánea. Con la excepción de 262 No, ningún nucleido con A ≥ 260 se ha identificado definitivamente como beta estable, aunque 260 Fm y 262 No están sin confirmar. [4]

Se espera que los patrones generales de estabilidad beta continúen en la región de elementos superpesados , aunque la ubicación exacta del centro del valle de estabilidad depende del modelo. Se cree ampliamente que existe una isla de estabilidad a lo largo de la línea de estabilidad beta para los isótopos de elementos alrededor del copernicio que se estabilizan mediante cierres de caparazón en la región; tales isótopos se descompondrían principalmente a través de la desintegración alfa o la fisión espontánea. [9]Más allá de la isla de estabilidad, varios modelos que predicen correctamente los isótopos beta-estables conocidos predicen anomalías en la línea de estabilidad beta que no se observan en ningún nucleido conocido, como la existencia de dos nucleidos beta-estables con el mismo número de masa impar. [8] [10] Esto es una consecuencia del hecho de que una fórmula de masa semi-empírica debe considerar la corrección de la capa y la deformación nuclear, que se vuelven mucho más pronunciadas para los nucleidos pesados. [10] [11]

Desintegración beta hacia la masa mínima

La desintegración beta generalmente hace que los isótopos se desintegran hacia la isobara con la masa más baja (que a menudo, pero no siempre, la que tiene la energía de enlace más alta) con el mismo número de masa, los que no están en cursiva en la tabla anterior. Por lo tanto, aquellos con menor número atómico y mayor número de neutrones que la isobara de masa mínima sufren desintegración beta-menos , mientras que aquellos con mayor número atómico y menor número de neutrones sufren desintegración beta-más o captura de electrones . Sin embargo, hay cuatro nucleidos que son excepciones, ya que la mayoría de sus desintegraciones están en la dirección opuesta:

Notas

  1. ^ Este isótopo es teóricamente capaz de desintegrarse beta a 48 Sc, por lo que no es un nucleido beta estable. Sin embargo, nunca se ha observado un proceso de este tipo, ya que tiene una vida media parcial superior a 1,1+0,8
    −0,6
    × 10 21  años, más largo que su semivida de desintegración beta doble, lo que significa que la desintegración beta doble generalmente ocurriría primero. [5]
  2. ^ Este isótopo es teóricamente capaz de desintegrarse beta a 96 Nb, por lo que no es un nucleido beta estable. Sin embargo, nunca se ha observado un proceso de este tipo, ya que tiene una vida media parcial superior a 2,4 × 10 19  años, más larga que su vida media de desintegración beta doble, lo que significa que la desintegración beta doble generalmente ocurriría primero. [6]
  3. ^ Si bien la evaluación de masa atómica AME2016 da a 222 Rn una masa menor que 222 Fr, [4] lo que implica estabilidad beta, se predice que la desintegración beta única de 222 Rn es energéticamente posible (aunque con muy baja energía de desintegración ), [7] y cae dentro del margen de error dado en AME2016. [4] Por lo tanto,es probable que 222 Rn no sea beta estable, aunque solo se conoce experimentalmente el modo de desintegración alfa para ese nucleido, y la búsqueda de desintegración beta arrojó un límite inferior de semivida parcial de 8 años. [7]

Referencias

  1. ^ Proc. En t. Simposio sobre por qué y cómo deberíamos investigar los nucleidos lejos de la línea de estabilidad ", Lysekil, Suecia, agosto de 1966, eds. W. Forsling, CJ Herrlander y H. Ryde, Estocolmo, Almqvist & Wiksell, 1967
  2. ^ Hansen, PG (1979). "Núcleos lejos de la línea de estabilidad beta: estudios por separación de masa en línea" . Revisión anual de ciencia nuclear y de partículas . 29 : 69-119. Código Bibliográfico : 1979ARNPS..29 ... 69H . doi : 10.1146 / annurev.ns.29.120179.000441 .
  3. ^ Gráfico interactivo de nucleidos (Laboratorio nacional de Brookhaven)
  4. ^ a b c d Audi, G .; Kondev, FG; Wang, M .; Huang, WJ; Naimi, S. (2017). "La evaluación NUBASE2016 de las propiedades nucleares" (PDF) . Física C china . 41 (3): 030001. Código bibliográfico : 2017ChPhC..41c0001A . doi : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  5. Aunola, M .; Suhonen, J .; Siiskonen, T. (1999). "Estudio de modelo de concha de la desintegración beta altamente prohibida 48 Ca → 48 Sc". EPL . 46 (5): 577. Bibcode : 1999EL ..... 46..577A . doi : 10.1209 / epl / i1999-00301-2 .
  6. ^ Finch, SW; Tornow, W. (2016). "Búsqueda de la desintegración β de 96 Zr" . Instrumentos y métodos nucleares en la investigación de la física Sección A: Aceleradores, espectrómetros, detectores y equipos asociados . 806 : 70–74. Código Bib : 2016NIMPA.806 ... 70F . doi : 10.1016 / j.nima.2015.09.098 .
  7. ↑ a b Belli, P .; Bernabei, R .; Cappella, C .; Caracciolo, V .; Cerulli, R .; Danevich, FA; Di Marco, A .; Incicchitti, A .; Poda, DV; Polischuk, OG; Tretyak, VI (2014). "Investigación de desintegraciones nucleares raras con centelleador de cristal BaF 2 contaminado por radio". Physical Journal Europeo Una . 50 (9): 134-143. arXiv : 1407,5844 . Código Bibliográfico : 2014EPJA ... 50..134B . doi : 10.1140 / epja / i2014-14134-6 . S2CID 118513731 . 
  8. ↑ a b Koura, H. (2011). Modos de desintegración y límite de existencia de núcleos en la región de masa superpesada (PDF) . IV Congreso Internacional de Química y Física de los Elementos Transactínidos . Consultado el 18 de noviembre de 2018 .
  9. ^ Zagrebaev, Valeriy; Karpov, Alexander; Greiner, Walter (2013). "Futuro de la investigación de elementos superpesados: ¿Qué núcleos podrían sintetizarse en los próximos años?" (PDF) . Revista de física . 420 (1): 012001. arXiv : 1207.5700 . Código bibliográfico : 2013JPhCS.420a2001Z . doi : 10.1088 / 1742-6596 / 420/1/012001 . S2CID 55434734 .  
  10. ↑ a b Möller, P .; Sierk, AJ; Ichikawa, T .; Sagawa, H. (2016). "Masas y deformaciones nucleares en estado fundamental: FRDM (2012)". Tablas de datos atómicos y de datos nucleares . 109-110: 1-204. arXiv : 1508.06294 . Código bibliográfico : 2016ADNDT.109 .... 1M . doi : 10.1016 / j.adt.2015.10.002 . S2CID 118707897 . 
  11. ^ Möller, P. (2016). "Los límites de la carta nuclear establecida por la fisión y la desintegración alfa" (PDF) . Web de Conferencias EPJ . 131 : 03002: 1–8. Código Bib : 2016EPJWC.13103002M . doi : 10.1051 / epjconf / 201613103002 .

enlaces externos

  • Cadenas de descomposición https://www-nds.iaea.org/relnsd/NdsEnsdf/masschain.html
  • (Ruso) Núclidos estables de desintegración beta hasta Z = 118
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Beta-decay_stable_isobars&oldid=1022086924 "