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Berilio-10

El berilio-10 ( 10 Be) es un isótopo radiactivo del berilio . Se forma en la atmósfera terrestre principalmente por espalación de nitrógeno y oxígeno por rayos cósmicos. [3] [4] [5] El berilio-10 tiene una vida media de 1,39 × 10 6 años, [6] [7] y se desintegra por desintegración beta en boro-10 estable con una energía máxima de 556,2 keV. Se desintegra a través de la reacción 10 Be→ 10 B + e − . Los elementos ligeros de la atmósfera reaccionan con partículas de rayos cósmicos galácticos de alta energía . La espalación de los productos de reacción es la fuente de 10 Be (partículas t, u como n o p):

14 N(t,5u) 10 Be; Ejemplo: 14 N(n,p α) 10 Be
16 O(t,7u) 10 Ser
Gráfico que muestra las variaciones en la actividad solar, incluida la variación en la concentración de 10 Be, que varía inversamente con la actividad solar. (Tenga en cuenta que la escala de berilio está invertida, por lo que los aumentos en esta escala indican niveles más bajos de berilio-10).

Como el berilio tiende a existir en soluciones con un pH inferior a 5,5 (y el agua de lluvia en muchas zonas industrializadas puede tener un pH inferior a 5), ​​se disolverá y será transportado a la superficie de la Tierra a través del agua de lluvia. A medida que la precipitación se vuelve rápidamente más alcalina , el berilio se desprende de la solución. El 10 Be cosmogénico se acumula así en la superficie del suelo , donde su vida media relativamente larga (1,387 millones de años) permite un largo tiempo de residencia antes de desintegrarse en 10 B.

El 10 Be y su producto hijo se han utilizado para examinar la erosión del suelo , la formación del suelo a partir del regolito , el desarrollo de suelos lateríticos y la edad de los núcleos de hielo . [8] También se forma en explosiones nucleares por una reacción de neutrones rápidos con 13 C en el dióxido de carbono del aire, y es uno de los indicadores históricos de la actividad pasada en los sitios de pruebas nucleares. La desintegración del 10 Be es un isótopo significativo utilizado como medida de datos proxy para los nucleidos cosmogénicos para caracterizar los atributos solares y extrasolares del pasado a partir de muestras terrestres. [9]

La tasa de producción de berilio-10 depende de la actividad del sol. Cuando la actividad solar es baja (número bajo de manchas solares y viento solar bajo ), la barrera contra los rayos cósmicos que existe más allá del choque de terminación se debilita (ver Rayo cósmico#Flujo de rayos cósmicos ). Esto significa que se produce más berilio-10, y puede detectarse milenios después. El berilio-10 puede servir así como marcador de eventos de Miyake , como el pico de carbono-14 de 774-775 . Puede haber un efecto sobre el clima [10] (ver Mínimo homérico ).

Véase también


Referencias

  1. ^ "Radiación de desintegración: 10Be". Centro Nacional de Datos Nucleares . Laboratorio Nacional de Brookhaven . Consultado el 16 de octubre de 2013 .
  2. ^ Tilley, DR; Kelley, JH; Godwin, JL; Millener, DJ; Purcell, JE; Sheu, CG; Weller, HR (2004). "Niveles de energía de núcleos ligeros". Física nuclear A . 745 (3–4): 155–362. doi :10.1016/j.nuclphysa.2004.09.059.
  3. ^ GA Kovaltsov; IG Usoskin (2010). "Un nuevo modelo numérico 3D de la producción del nucleido cosmogénico 10 Be en la atmósfera". Earth Planet. Sci. Lett . 291 (1–4): 182–199. Bibcode :2010E&PSL.291..182K. doi :10.1016/j.epsl.2010.01.011.
  4. ^ J. Beer; K. McCracken; R. von Steiger (2012). Radionucleidos cosmogénicos: teoría y aplicaciones en los entornos terrestres y espaciales . Física de los entornos terrestres y espaciales. Vol. 26. Física de los entornos terrestres y espaciales, Springer, Berlín. doi :10.1007/978-3-642-14651-0. ISBN 978-3-642-14650-3.S2CID55739885  .​
  5. ^ SV Poluianov; GA Kovaltsov; AL Mishev; IG Usoskin (2016). "Producción de isótopos cosmogénicos 7 Be, 10 Be, 14 C, 22 Na y 36 Cl en la atmósfera: perfiles altitudinales de funciones de rendimiento". J. Geophys. Res. Atmos . 121 (13): 8125–8136. arXiv : 1606.05899 . Código Bibliográfico :2016JGRD..121.8125P. doi :10.1002/2016JD025034. S2CID  119301845.
  6. ^ G. Korschinek; A. Bergmaier; T. Faestermann; UC Gerstmann (2010). "Un nuevo valor para la vida media de 10 Be mediante detección de retroceso elástico de iones pesados ​​y recuento de centelleo líquido". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física, sección B: interacciones de haces con materiales y átomos . 268 (2): 187–191. Bibcode :2010NIMPB.268..187K. doi :10.1016/j.nimb.2009.09.020.
  7. ^ J. Chmeleff; F. von Blanckenburg; K. Kossert; D. Jakob (2010). "Determinación de la vida media del 10Be mediante ICP-MS multicolector y recuento de centelleo líquido". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección B: Interacciones de haces con materiales y átomos . 268 (2): 192–199. Bibcode :2010NIMPB.268..192C. doi :10.1016/j.nimb.2009.09.012.
  8. ^ Balco, Greg; Shuster, David L. (2009). «Datación de entierros con 26Al-10Be–21Ne» (PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 286 (3–4): 570–575. Bibcode :2009E&PSL.286..570B. doi :10.1016/j.epsl.2009.07.025. Archivado desde el original (PDF) el 23 de septiembre de 2015. Consultado el 10 de diciembre de 2012 .
  9. ^ Paleari, Chiara I.; F. Mekhaldi; F. Adolphi; M. Christl; C. Vockenhuber; P. Gautschi; J. Beer; N. Brehm; T. Erhardt; H.-A. Synal; L. Wacker; F. Wilhelms; R. Muscheler (2022). "Los radionucleidos cosmogénicos revelan una tormenta de partículas solares extrema cerca de un mínimo solar de 9125 años antes del presente". Nat. Commun . 13 (214): 214. Bibcode :2022NatCo..13..214P. doi : 10.1038/s41467-021-27891-4 . PMC 8752676 . PMID  35017519. 
  10. ^ Philip Ball (19 de diciembre de 2001). "El parpadeo del sol cambió el clima". Nature . doi :10.1038/news011220-9.