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criptón-85

Kriptón-85 ( 85 Kr ) es un radioisótopo del criptón .

Krypton-85 tiene una vida media de 10,756 años y una energía máxima de desintegración de 687 keV . [1] Se descompone en rubidio estable -85. Su desintegración más común (99,57%) es por emisión de partículas beta con energía máxima de 687 keV y energía promedio de 251 keV. La segunda desintegración más común (0,43%) es por emisión de partículas beta (energía máxima de 173 keV) seguida de emisión de rayos gamma (energía de 514 keV). [2] Otros modos de desintegración tienen probabilidades muy pequeñas y emiten rayos gamma menos energéticos. [1] [3] El criptón-85 es mayoritariamente sintético , aunque se produce de forma natural en pequeñas cantidades mediante espalación de rayos cósmicos .

En términos de radiotoxicidad , 440 Bq de 85 Kr equivalen a 1 Bq de radón-222 , sin considerar el resto de la cadena de desintegración del radón .

Presencia en la atmósfera terrestre.

Producción natural

El criptón-85 se produce en pequeñas cantidades mediante la interacción de los rayos cósmicos con el criptón-84 estable en la atmósfera. Las fuentes naturales mantienen un inventario de equilibrio de aproximadamente 0,09 PBq en la atmósfera. [4]

producción antropogénica

En 2009, la cantidad total en la atmósfera se estima en 5500 PBq debido a fuentes antropogénicas. [5] A finales del año 2000, se estimaba en 4800 PBq, [4] y en 1973, en 1961 PBq (53 megacurios). [6] La más importante de estas fuentes humanas es el reprocesamiento de combustible nuclear , ya que el criptón-85 es uno de los siete productos de fisión de vida media comunes . [4] [5] [6] La fisión nuclear produce aproximadamente tres átomos de criptón-85 por cada 1000 fisiones (es decir, tiene un rendimiento de fisión del 0,3%). [7] La ​​mayor parte o la totalidad de este kriptón-85 se retiene en las barras de combustible nuclear gastado ; El combustible gastado descargado de un reactor contiene entre 0,13 y 1,8 PBq/Mg de criptón-85. [4] Parte de este combustible gastado se reprocesa . El reprocesamiento nuclear actual libera 85 Kr gaseoso a la atmósfera cuando se disuelve el combustible gastado. En principio, sería posible capturar y almacenar este gas criptón como residuo nuclear o para su uso. La cantidad global acumulada de kriptón-85 liberado por la actividad de reprocesamiento se ha estimado en 10.600 PBq en el año 2000. [4] El inventario global mencionado anteriormente es menor que esta cantidad debido a la desintegración radiactiva; una fracción más pequeña se disuelve en los océanos profundos. [4]

Otras fuentes artificiales contribuyen en pequeña medida al total. Las pruebas de armas nucleares atmosféricas liberaron aproximadamente entre 111 y 185 PBq. [4] El accidente de 1979 en la central nuclear de Three Mile Island liberó alrededor de 1,6 PBq (43 kCi). [8] El accidente de Chernobyl liberó alrededor de 35 PBq, [4] [5] y el accidente de Fukushima Daiichi liberó aproximadamente entre 44 y 84 PBq. [9]

La concentración atmosférica promedio de kriptón-85 fue de aproximadamente 0,6 Bq/m 3 en 1976, y ha aumentado a aproximadamente 1,3 Bq/m 3 en 2005. [4] [10] Estos son valores promedio globales aproximados; las concentraciones son más altas localmente alrededor de las instalaciones de reprocesamiento nuclear y, en general, son más altas en el hemisferio norte que en el hemisferio sur.

Para el seguimiento atmosférico de áreas amplias, el criptón-85 es el mejor indicador de separaciones clandestinas de plutonio. [11]

Las emisiones de criptón-85 aumentan la conductividad eléctrica del aire atmosférico. Se espera que los efectos meteorológicos sean más fuertes cerca de la fuente de las emisiones. [12]

Usos en la industria

Krypton-85 se utiliza en lámparas de descarga de arco comúnmente utilizadas en la industria del entretenimiento para luces de película HMI grandes, así como lámparas de descarga de alta intensidad . [13] [14] [15] [16] [17] La ​​presencia de criptón-85 en el tubo de descarga de las lámparas puede hacer que las lámparas se enciendan fácilmente. [14] Los primeros desarrollos experimentales de iluminación de kriptón-85 incluyeron una luz de señalización ferroviaria diseñada en 1957 [18] y una señal de carretera iluminada erigida en Arizona en 1969. [19] Una cápsula de 60 μCi (2,22 MBq) de criptón-85 fue utilizada por el servidor de números aleatorios HotBits (una alusión a que el elemento radiactivo es una fuente de entropía de la mecánica cuántica ), pero fue reemplazado por una fuente de Cs-137 de 5 μCi (185 kBq) en 1998. [20] [21]

Krypton-85 también se utiliza para inspeccionar componentes de aviones en busca de pequeños defectos. Se permite que Krypton-85 penetre en pequeñas grietas y luego se detecta su presencia mediante autorradiografía . El método se llama "imágenes penetrantes de gas criptón". [22] El gas penetra por aberturas más pequeñas que los líquidos utilizados en la inspección con tintes penetrantes y en la inspección con penetrantes fluorescentes . [23]

Krypton-85 se utilizó en tubos de electrones reguladores de voltaje de cátodo frío, como el tipo 5651. [24]

Krypton-85 también se utiliza para el control de procesos industriales, principalmente para mediciones de espesor y densidad, como alternativa al Sr-90 o al Cs-137 . [25] [26]

Krypton-85 también se utiliza como neutralizador de carga en sistemas de muestreo de aerosoles. [27]

Referencias

  1. ^ ab "Tabla WWW de isótopos radiactivos - Kr85". Laboratorios Lawrence Berkeley, Estados Unidos. Archivado desde el original el 11 de junio de 2015 . Consultado el 30 de mayo de 2015 .
  2. ^ Señor Gorden; et al. (15 de julio de 2011). «Planta Pinellas – Dosis Ambiental Ocupacional rev1» (PDF) . ORAU . Consultado el 30 de mayo de 2015 .
  3. ^ H. Sievers (1991). "Actualización de hojas de datos nucleares para A = 85". Fichas de datos nucleares . 62 : 271–325. Código Bib : 1991NDS....62..271S. doi :10.1016/0090-3752(91)80016-Y.
  4. ^ abcdefghi K. Extremo; et al. (2005). "Una nueva recopilación de los inventarios de 85 criptones atmosféricos de 1945 a 2000 y su evaluación en un modelo de transporte global". JRNL de Envir Radiactividad . 80 (2): 183–215. doi :10.1016/j.jenvrad.2004.09.005. PMID  15701383.
  5. ^ abc J. Ahlswede; et al. (2013). "Actualización y mejora del inventario global de emisiones de criptón-85". JRNL de Envir Radiactividad . 115 : 34–42. Código Bib : 2013JEnvR.115...34A. doi :10.1016/j.jenvrad.2012.07.006. PMID  22858641.
  6. ^ ab Telegadas, K.; Ferber, GJ (28 de noviembre de 1975). "Concentraciones atmosféricas e inventario de Krypton-85 en 1973". Ciencia . 190 (4217). Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia: 882–883. Código bibliográfico : 1975 Ciencia... 190..882T. doi : 10.1126/ciencia.190.4217.882. JSTOR  1741777. S2CID  129885789.
  7. ^ Koning, Arjan (agosto de 2005). Rendimientos acumulativos de fisión. ISBN 978-92-64-02314-7. Consultado el 1 de junio de 2015 , a través de la Biblioteca de datos nucleares JEFF-3.1, Informe JEFF 21, OCDE/NEA, París, Francia, 2006.
  8. ^ "NRC de EE. UU.: Antecedentes sobre el accidente de Three Mile Island". Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. 2014-12-12 . Consultado el 31 de mayo de 2015 .
  9. ^ W. Lin; et al. (2015). "Impactos de la radiactividad del accidente nuclear de Fukushima en la atmósfera". Ambiente Atmosférico . 102 : 311–322. Código Bib : 2015AtmEn.102..311L. doi :10.1016/j.atmosenv.2014.11.047.
  10. ^ O. Ross; et al. Simulaciones del criptón-85 atmosférico para evaluar la detectabilidad del reprocesamiento nuclear clandestino (PDF) . Simposio sobre salvaguardias internacionales: preparación para futuros desafíos de verificación; Viena, Austria); 1-5 de noviembre de 2010 (Informe técnico). OIEA-CN-184.
  11. ^ Kalinowski, Martín B.; Sartorio, Hartmut; Uhl, Stefan; Weiss, Wolfgang (2004), "Conclusiones sobre la separación de plutonio del criptón-85 atmosférico medido a varias distancias de la planta de reprocesamiento de Karlsruhe", Journal of Environmental Radioactivity , 73 (2): 203–22, Bibcode :2004JEnvR..73.. 203K, doi :10.1016/j.jenvrad.2003.09.002, PMID  15023448
  12. ^ Harrison, RG; ApSimon, HM (1 de febrero de 1994). "Contaminación por kriptón-85 y electricidad atmosférica". Ambiente Atmosférico . 28 (4): 637–648. Código Bib : 1994AtmEn..28..637H. doi :10.1016/1352-2310(94)90041-8.
  13. ^ Criptón-85 (PDF). Spectragases.com (30 de diciembre de 2004). Recuperado el 25 de julio de 2013.
  14. ^ ab Tipos de lámparas, Federación Europea de Empresas de Lámparas, archivado desde el original el 22 de junio de 2012 , consultado el 6 de noviembre de 2012
  15. ^ Sustancias ionizantes en productos de iluminación (PDF) , Federación Europea de Empresas de Lámparas, 2009, archivado desde el original (PDF) el 20 de febrero de 2014 , consultado el 6 de noviembre de 2012
  16. ^ NRPB y GRS (2001), Transporte de bienes de consumo que contienen pequeñas cantidades de materiales radiactivos (PDF) , Comisión Europea, archivado desde el original (PDF) el 25 de noviembre de 2011 , consultado el 6 de noviembre de 2012
  17. ^ Evaluación del impacto radiológico del transporte y eliminación de bombillas que contienen tritio, criptón-85 y radioisótopos de torio, Agencia de Protección de la Salud, 2011, archivado desde el original el 28 de mayo de 2012 , consultado el 6 de noviembre de 2012.
  18. ^ "Fabricación de luces de señalización ferroviarias con alimentación A en D&RGW Labs". El examinador estándar de Ogden . 1957-02-17 . Consultado el 31 de mayo de 2015 a través de Newspapers.com.
  19. ^ Davis, Al (4 de enero de 1970). "Aquí el signo atómico brilla día y noche". República de Arizona . Consultado el 31 de mayo de 2015 a través de Newspapers.com.
  20. ^ "Totalmente aleatorio". Revista cableada . vol. 11, núm. 8 de agosto de 2003.
  21. ^ Walker, John (septiembre de 2006). "Hardware HotBits". Bits calientes .
  22. ^ Glatz, J. (1 de diciembre de 1996). "Imágenes penetrantes de gas criptón: una herramienta valiosa para garantizar la integridad estructural de los componentes de los motores de aviones". Evaluación de Materiales . 54 (12). OSTI  445392.
  23. ^ Glatz, José. Imágenes penetrantes de gas criptón: una herramienta valiosa para garantizar la integridad estructural de los componentes de los motores de aeronaves. Sociedad Estadounidense de Pruebas No Destructivas
  24. ^ Tubo de electrones estabilizador del regulador de voltaje Sylvania 5651. Oddmix.com (15 de mayo de 2013). Recuperado el 25 de julio de 2013.
  25. ^ Fuentes selladas de criptón-85 (Kr-85) para control de procesos industriales Consultado el 10 de septiembre de 2021.
  26. ^ [1] Fuentes selladas para medición industrial. Fuentes beta de Kr-85 de la serie M85K01 (PDF) Consultado el 10 de septiembre de 2021.
  27. ^ Liu, Benjamín; Piú, David (1974). "Neutralización eléctrica de aerosoles". Revista de ciencia de aerosoles . 5 (5): 465–472. Código bibliográfico : 1974JAerS...5..465L. doi : 10.1016/0021-8502(74)90086-X . Consultado el 4 de enero de 2023 .