¿Cómo Escapa el Electrón Beta de Todos esos Protones?
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Aunque esto no es plausible físicamente (por ejemplo, el electrón no es una partícula puntual, no puede localizarse en tal punto, etc.), es una cuestión conceptual interesante. Se puede hacer una estimación de la energía de enlace eléctrica, si pudiera colocarse en la superficie del núcleo, tratando el núcleo 32P como una esfera de carga y utilizando el modelo de tamaño nuclear para calcular su radio. Entonces se podría calcular la energía potencial eléctrica. |
Para un número de masa A = 32 para 32P, el modelo de tamaño nuclear da r = 3,8 x 10-15 m.
Para el 32P con 15 protones, la carga nuclear Q = 2,40 x 10-18 culombios.
Usando el radio y la carga, la energía potencial eléctrica del electrón sería ¡KQe/r = -9,09 x 10-15 J = -5,68 MeV! ¡Es difícil concebir que un electrón se escape de ahí!
Teniendo en cuenta que colocar un electrón en el radio (en el borde del núcleo) no es plausible, obsérvese todo el proceso de desintegración beta desde el punto de vista de las energías de enlace nuclear involucradas. El proceso de desintegración beta debe examinarse desde el punto de vista de la diferencia de energía de enlace entre el núcleo padre y el hijo, y la producción de energía que se distribuye luego a los productos de la desintegración.
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La desintegración del 32P puede considerarse un proceso de desintegración beta colectiva, examinado con más detalle arriba. La liberación de energía Q total medida es consistente con los procesos nucleares identificados. Se puede calcular a partir de la diferencia de masas atómicas neutras para 32P y 32S. |
El electrón de la desintegración beta del 32P puede acercarse a la energía de desintegración total de 1,71 MeV, pero tiene un valor medio de aproximadamente 0,7 MeV.
Para otro ejemplo numérico, considérese el de la desintegración beta del bismuto 210Bi citado por Krane.
Para la desintegración beta 210Bi -> 210Po
Qβ- = [m(210Bi) - m(210Po)]c2 |
=(209,984095 u -209,982848 u)(931,502 MeV/u) |
= 1,161 MeV
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Para la desintegración beta, que involucra tres partículas, la energía del electrón beta se distribuye desde un valor bajo hasta el rendimiento energético de la desintegración. El antineutrino electrónico transporta la mayor parte de la energía restante, siendo la energía de retroceso del núcleo muy pequeña. |
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Índice
Beta decay concepts
Krane, Cap.9 |