Esta página analiza cada uno de los elementos principales de la mezcla de productos de fisión producidos por la fisión nuclear de los combustibles nucleares comunes uranio y plutonio . Los isótopos se enumeran por elemento, ordenados por número atómico .
La captura de neutrones por el combustible nuclear en reactores nucleares y bombas atómicas también produce actínidos y elementos transuránicos (no enumerados aquí). Estos se encuentran mezclados con productos de fisión en el combustible nuclear gastado y la lluvia radiactiva .
La captura de neutrones por materiales del reactor nuclear (blindaje, revestimiento, etc.) o del medio ambiente (agua de mar, suelo, etc.) produce productos de activación (no enumerados aquí). Estos se encuentran en reactores nucleares usados y en la lluvia radiactiva. Una proporción pequeña pero no despreciable de eventos de fisión produce no dos, sino tres productos de fisión (sin contar los neutrones o las partículas subatómicas). Esta fisión ternaria suele producir un núcleo muy ligero como el helio (alrededor del 80% de las fisiones ternarias producen una partícula alfa ) o hidrógeno (la mayoría del resto produce tritio o en menor medida deuterio y protio ) como tercer producto. Esta es la principal fuente de tritio de los reactores de agua ligera. Otra fuente de tritio es el helio-6 , que se descompone inmediatamente en litio-6 (estable) . El litio-6 produce tritio cuando es impactado por neutrones y es una de las principales fuentes de tritio producido comercial o militarmente. Si el primer o único paso del reprocesamiento nuclear es una solución acuosa (como es el caso de PUREX ), esto plantea un problema ya que la contaminación por tritio no se puede eliminar del agua más que mediante una costosa separación de isótopos. Además, una pequeña fracción de los neutrones libres implicados en el funcionamiento de un reactor nuclear se desintegran en un protón y una partícula beta antes de que puedan interactuar con cualquier otra cosa. Dado que los protones de esta fuente son indistinguibles de los protones de la fisión ternaria o de la radiólisis del agua refrigerante, su proporción general es difícil de cuantificar.
Si se produce germanio-75, rápidamente se descompone en arsénico. El germanio-76 es esencialmente estable y solo se desintegra mediante una desintegración beta doble extremadamente lenta para76
Sí .
Si bien el arsénico no presenta ningún riesgo radiológico, es extremadamente tóxico desde el punto de vista químico. Si se desea eliminar el arsénico (sin importar su origen), se puede recurrir a la irradiación térmica con neutrones del único isótopo estable.75
Como producirá un rendimiento de corta duración76
Como que rápidamente decae a estable76
Sí . Si se irradia arsénico con suficientes neutrones rápidos para provocar reacciones notables de "eliminación" (n,2n) o incluso (n,3n), en su lugar se producirán isótopos de germanio .
El Se-79, con una vida media de 327.000 años, es uno de los productos de fisión de larga duración . Dada la estabilidad de sus isótopos siguientes, más ligeros y más pesados, y la alta sección transversal que exhiben esos isótopos para diversas reacciones de neutrones, es probable que el rendimiento relativamente bajo se deba a que el Se-79 se destruye en el reactor en una medida apreciable.
El otro isótopo estable79
Br está "ensombrecido" por la larga vida media de su isobara más rica en neutrones 79
Sí .
El criptón-85 , con una vida media de 10,76 años, se forma mediante el proceso de fisión con un rendimiento de fisión de aproximadamente el 0,3%. Sólo el 20% de los productos de fisión de masa 85 se convierten en el propio 85 Kr; el resto pasa a través de un isómero nuclear de vida corta y luego al 85 Rb estable . Si se reprocesa el combustible irradiado del reactor , este criptón radiactivo puede liberarse al aire. Esta liberación de criptón puede detectarse y utilizarse como medio para detectar reprocesamiento nuclear clandestino. En rigor, la etapa que se detecta es la disolución del combustible nuclear usado en ácido nítrico , ya que es en esta etapa cuando se libera el criptón y otros gases de fisión como el más abundante xenón . A pesar de las aplicaciones industriales del Krypton-85 y los precios relativamente altos tanto del Krypton como del Xenon, actualmente no se extraen del combustible gastado en una medida apreciable, aunque tanto el Krypton como el Xenon se vuelven sólidos a la temperatura del nitrógeno líquido y, por lo tanto, podrían capturarse. en una trampa fría si los gases de combustión de un proceso de voloxidación se enfriaran con nitrógeno líquido.
El aumento de los gases de fisión por encima de un cierto límite puede provocar que el pin de combustible se hinche e incluso se pinche, por lo que la medición del gas de fisión después de descargar el combustible del reactor es muy importante para realizar cálculos de quemado, estudiar la naturaleza del combustible dentro del reactor, comportamiento con materiales de pasador, para una utilización efectiva del combustible y también para la seguridad del reactor. Además, son una molestia en un reactor nuclear por ser venenos de neutrones , aunque no en la misma medida que los isótopos del xenón, otro gas noble producido por fisión.
El rubidio-87 tiene una vida media tan larga que es esencialmente estable (más larga que la edad de la Tierra ). El rubidio-86 se desintegra rápidamente hasta convertirse en estroncio-86 estable si se produce directamente, mediante reacciones (n,2n) en Rubidio-87 o mediante captura de neutrones en Rubidio-85.
Los radioisótopos de estroncio son muy importantes, ya que el estroncio es un imitador del calcio que se incorpora al crecimiento óseo y, por lo tanto, tiene una gran capacidad para dañar a los humanos. Por otro lado, esto también permite utilizar 89 Sr en la radioterapia de código abierto de tumores óseos . Suele utilizarse en cuidados paliativos para reducir el dolor debido a tumores secundarios en los huesos .
El estroncio-90 es un potente emisor beta con una vida media de 28,8 años. El rendimiento de su producto de fisión disminuye a medida que aumenta la masa del nucleido fisible : fisión de233
U produce más90
Sr que la fisión de239
Pu con fisión de235
U en el medio. La OIEA ha publicado un mapa de la contaminación por 90 Sr alrededor de Chernobyl . [1] Debido a su sección transversal de absorción de neutrones muy pequeña, el estroncio-90 no es adecuado para la transmutación nuclear inducida por neutrones térmicos como forma de eliminarlo.
El estroncio-90 se ha utilizado en generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) en el pasado debido a su densidad de potencia relativamente alta (0,95 W térmicos /g para el metal, 0,46 W térmicos /g para la forma de perovskita inerte comúnmente utilizada, titanato de estroncio ) y porque se extrae fácilmente del combustible gastado (tanto el estroncio metálico nativo como el óxido de estroncio reaccionan con el agua formando hidróxido de estroncio soluble ). Sin embargo, la mayor disponibilidad de energía renovable para aplicaciones fuera de la red que antes eran atendidas por RTG, así como la preocupación por las fuentes huérfanas, ha llevado a un abandono casi total de90
Sr en RTG. Las pocas aplicaciones (en gran parte basadas en el espacio) para RTG que todavía existen son suministradas en gran medida por238
Pu a pesar de su mayor costo, ya que tiene una mayor densidad de potencia, una vida media más larga y está más protegido porque es un emisor alfa, mientras que el estroncio-90 es un emisor beta.
El único isótopo estable de itrio , el 89 Y, se encontrará con un rendimiento algo inferior al 1% en una mezcla de productos de fisión a la que se ha dejado envejecer durante meses o años, ya que los siguientes isótopos de itrio con vida más larga tienen vidas medias de sólo 107. días ( 88 Y) o 59 días ( 91 Y). Sin embargo, una pequeña cantidad de itrio-90 se encontrará en equilibrio secular con su padre, estroncio-90, a menos que los dos elementos se separen entre sí.
El 90 Sr se desintegra en 90 Y, que es un emisor beta con una vida media de 2,67 días. El 90 Y se utiliza a veces con fines médicos y se puede obtener mediante la activación de neutrones del 89 Y estable o mediante el uso de un dispositivo similar a una vaca de tecnecio .
Como la vida media de los isótopos inestables del itrio es baja (88
Y siendo el más largo con 106 días), el itrio extraído de combustible gastado moderadamente envejecido sin estroncio tiene una radiactividad insignificante. Sin embargo, el potente emisor gamma90
Y estará presente mientras su nucleido padre90
Sr. es. Si se desea una muestra no radiactiva de itrio, se debe tener cuidado de eliminar todos los rastros de estroncio y se debe dejar pasar suficiente tiempo para dejar que el Y-90 de corta duración (vida media de 64 horas) se desintegre antes de poder utilizar el producto.
Mediante el proceso de fisión se forma una cantidad significativa de circonio ; parte de esto consiste en radionucleidos de vida corta ( 95 Zr y 97 Zr que se desintegran en molibdeno ), mientras que casi el 10% de la mezcla de productos de fisión después de años de desintegración consiste en cinco isótopos estables o casi estables de circonio más 93 Zr con una vida media. de 1,53 millones de años, que es uno de los 7 principales productos de fisión de larga duración . El circonio se utiliza comúnmente en el revestimiento de barras de combustible debido a su baja sección transversal de neutrones . Sin embargo, una pequeña proporción de este circonio captura neutrones y contribuye al inventario general de isótopos radiactivos de circonio. Los revestimientos de aleación de circonio no suelen reutilizarse, como tampoco lo es el circonio producto de fisión, que podría utilizarse en revestimientos ya que su radiactividad relativamente débil no sería motivo de gran preocupación dentro de un reactor nuclear. A pesar de su alto rendimiento y larga vida, el Zr-93 generalmente no se considera motivo de gran preocupación, ya que no es químicamente móvil y emite poca radiación.
En las plantas PUREX, el circonio (independientemente de la fuente o el isótopo) a veces forma una tercera fase que puede provocar una perturbación en la planta. La tercera fase es el término que en la extracción con solvente se le da a una tercera capa (como espuma y/o emulsión) que se forma a partir de las dos capas en el proceso de extracción con solvente. El circonio forma la tercera fase formando pequeñas partículas que estabilizan la emulsión que es la tercera fase.
El circonio-90 se forma principalmente mediante desintegraciones beta sucesivas a partir del estroncio-90 . Se puede extraer una muestra de circonio no radiactivo del combustible gastado extrayendo estroncio-90 y dejando que se desintegre una cantidad suficiente (por ejemplo, en un RTG). Luego, el circonio se puede separar del estroncio restante dejando una muestra de Zr-90 muy isotópicamente pura.
El niobio-95, con una vida media de 35 días, está inicialmente presente como producto de fisión. El único isótopo estable del niobio tiene un número de masa 93 y los productos de fisión de masa 93 se desintegran por primera vez hasta formar circonio-93 de larga vida (vida media de 1,53 Ma). El niobio-95 se descompondrá en molibdeno-95, que es estable.
La mezcla de productos de fisión contiene cantidades significativas de molibdeno . El molibdeno-99 es de enorme interés para la medicina nuclear como nucleido padre de99m
Tc , pero su corta vida media significa que normalmente se descompondrá mucho antes de que se reprocese el combustible gastado.99
El Mo puede producirse tanto por fisión seguida de reprocesamiento inmediato (normalmente sólo se realiza en reactores de investigación a pequeña escala ) como en aceleradores de partículas . Como el Molibdeno-100 sólo se desintegra extremadamente lentamente a través de la doble desintegración beta (vida media más larga que la edad del universo ), el contenido de molibdeno del combustible gastado será esencialmente estable después de que hayan pasado unos días para permitir que el Molibdeno-99 se desintegre.
El 99 Tc , con una vida media de 211.000 años, se produce con un rendimiento de aproximadamente el 6% por fisión; consulte también la página principal de productos de fisión . También se produce (a través del isómero nuclear de vida corta Tecnecio-99m ) como producto de la desintegración del Molibdeno-99. El tecnecio es particularmente móvil en el medio ambiente, ya que forma iones pertecnetato cargados negativamente y presenta el mayor peligro radiológico entre los productos de fisión de larga vida. A pesar de ser un metal, el tecnecio no suele formar iones cargados positivamente, peroexisten haluros de tecnecio como el hexafluoruro de tecnecio . El TcF 6 es una molestia en el enriquecimiento de uranio ya que su punto de ebullición (328,4 K (55,3 °C; 131,4 °F)) es muy cercano al del hexafluoruro de uranio (329,6 K (56,5 °C; 133,6 °F)). El problema es conocido en las instalaciones de enriquecimiento porque la fisión espontánea también produce pequeñas cantidades de tecnecio (que estará en equilibrio secular con sus nucleidos originales en el uranio natural), pero si se emplea la volatilidad del fluoruro para el reprocesamiento, una parte significativa de la fracción de "uranio" del la destilación fraccionada estará contaminada con tecnecio, lo que requerirá un paso de separación adicional.
El tecnecio-99 es adecuado para la transmutación nuclear mediante neutrones lentos, ya que tiene una sección transversal de neutrones térmicos suficiente y no tiene isótopos estables conocidos. Bajo irradiación de neutrones, el Tc-99 forma Tc-100, que rápidamente se desintegra y se vuelve estable.100
Ru un valioso metal del grupo del platino .
Mediante el proceso de fisión se forma mucho rutenio-103, rutenio-106 y rutenio estable radiactivos. El rutenio en el refinado PUREX puede oxidarse para formar tetróxido de rutenio volátil que forma un vapor púrpura sobre la superficie del licor acuoso. El tetróxido de rutenio es muy similar al tetróxido de osmio ; el compuesto de rutenio es un oxidante más fuerte que le permite formar depósitos al reaccionar con otras sustancias. De esta manera, el rutenio en una planta de reprocesamiento es muy móvil, difícil de estabilizar y puede encontrarse en lugares extraños. Se le ha calificado de extremadamente problemático [2] y tiene fama de ser un producto especialmente difícil de manipular durante el reprocesamiento. [3] La voloxidación combinada con la recolección de los gases de combustión mediante trampas frías podría recuperar el tetróxido de rutenio volátil antes de que pueda convertirse en una molestia en el procesamiento posterior. Una vez que los isótopos radiactivos hayan tenido tiempo de desintegrarse, el rutenio recuperado podría venderse a su valor de mercado relativamente alto.
Además, el rutenio en el refinado PUREX forma una gran cantidad de complejos de nitrosilo , lo que hace que la química del rutenio sea muy compleja. El tipo de cambio de ligando en rutenio y rodio tiende a ser largo, por lo que un compuesto de rutenio o rodio puede tardar mucho en reaccionar. [ cuantificar ]
En Chernobyl , durante el incendio, el rutenio se volvió volátil y se comportó de manera diferente a muchos de los otros productos metálicos de la fisión. Algunas de las partículas emitidas por el fuego eran muy ricas en rutenio.
Como el isótopo radiactivo más longevo, el rutenio-106, tiene una vida media de sólo 373,59 días, se ha sugerido que el rutenio y el paladio del refinado PUREX deberían utilizarse como fuente de metales después de permitir que los isótopos radiactivos se desintegren. [4] [5] Después de que hayan transcurrido diez medios ciclos de vida, más del 99,96% de cualquier radioisótopo es estable. Para Ru-106 esto es 3.735,9 días o unos 10 años.
Aunque se forma menos rodio que rutenio y paladio (rendimiento aproximado del 3,6%), la mezcla de productos de fisión todavía contiene una cantidad significativa de este metal. Debido a los altos precios del rutenio, rodio y paladio, se han realizado algunos trabajos en la separación de estos metales para permitir su uso en una fecha posterior. Debido a la posibilidad de que los metales estén contaminados por isótopos radiactivos, no son adecuados para fabricar productos de consumo como joyas . Sin embargo, esta fuente de metales podría utilizarse para catalizadores en plantas industriales como las petroquímicas. [6]
En los Estados Unidos se produjo un ejemplo terrible de personas expuestas a la radiación procedente de joyas contaminadas. Se cree que las semillas de oro que contenían radón se reciclaron para fabricar joyas. De hecho, el oro contenía productos de desintegración radiactiva de 222 Rn. [7] [8]
Algunos otros isótopos de rodio existen como "estados transitorios" de rutenio que se descompone antes de descomponerse aún más hacia isótopos estables de paladio. Si el bajo nivel de radiactividad del paladio (ver más abajo) se considera excesivo (por ejemplo, para su uso como inversión o joyería), cualquiera de sus predecesores puede extraerse de un combustible gastado relativamente "joven" y dejarse descomponer antes de extraer el producto final estable. de la serie de decaimiento.
Se forma mucho paladio durante el proceso de fisión. En el reprocesamiento nuclear , no todo el paladio de fisión se disuelve; también algo de paladio que se disuelve al principio sale de la solución más tarde. Los finos (partículas) de disolventes ricos en paladio a menudo se eliminan, ya que interfieren con el proceso de extracción con disolvente al estabilizar la tercera fase .
El paladio de fisión puede separarse durante el proceso en el que el refinado PUREX se combina con vidrio y se calienta para formar el residuo final de alto nivel . El paladio forma una aleación con el teluro de fisión. Esta aleación puede separarse del vidrio.
El 107 Pd es el único isótopo radiactivo de larga vida entre los productos de fisión y su desintegración beta tiene una vida media larga y baja energía, lo que permite el uso industrial del paladio extraído sin separación de isótopos. [9]
Lo más probable es que el paladio-109 se haya descompuesto hasta convertirse en plata-109 estable cuando se produzca el reprocesamiento. Antes de llegar a la plata-109, se alcanzará un isómero nuclear ;109m
Ag . Sin embargo, a diferencia de para99m
Tc no existe ningún uso actual para109m
Ag .
Si bien los isótopos de plata radiactivos que se producen se desintegran rápidamente dejando solo plata estable, extraerla para su uso no es económico, a menos que sea como subproducto de la extracción de metales del grupo del platino .
El cadmio es un fuerte veneno de neutrones y, de hecho, las barras de control suelen estar hechas de cadmio, lo que hace que la acumulación de cadmio en el combustible sea de especial preocupación para el mantenimiento de una economía neutrónica estable . El cadmio también es un metal pesado químicamente venenoso, pero dada la cantidad de absorciones de neutrones necesarias para la transmutación, no es un objetivo de alta prioridad para una transmutación deliberada.
Si bien el Indio-115 es ligeramente radiactivo, su vida media es más larga que la edad del universo y, de hecho, una muestra típica de Indio en la Tierra contendrá más de este isótopo "inestable" que de Indio-113 "estable".
En un reactor térmico normal , el estaño-121m tiene un rendimiento de producto de fisión muy bajo ; por lo tanto, este isótopo no contribuye significativamente a los desechos nucleares . La fisión rápida o la fisión de algunos actínidos más pesados producirá 121 m Sn con rendimientos más altos. Por ejemplo, su rendimiento a partir del U-235 es del 0,0007% por fisión térmica y del 0,002% por fisión rápida. [10]
El antimonio-125 se desintegra con una vida media de más de dos años para125m
Te , que a su vez se desintegra con una vida media de casi dos meses mediante una transición isomérica al estado fundamental. Si bien su vida media relativamente corta y las importantes emisiones gamma (144,77 keV) de su nucleido hijo hacen que su uso en un RTG sea menos atractivo, el Sb-125 podría ofrecer una densidad de potencia relativamente alta de 3,4 W térmicos /g.
La volatilidad del fluoruro puede recuperar el antimonio como el trifluoruro de antimonio ligeramente volátil (sólido a temperatura ambiente) o el pentafluoruro de antimonio más volátil (punto de ebullición 422,6 K (149,5 °C; 301,0 °F)) .
Los telurios-128 y -130 son esencialmente estables. Sólo se desintegran por desintegración beta doble , con vidas medias >10 20 años. Constituyen la fracción principal del teluro natural con un 32 y un 34% respectivamente. El telurio-132 y su hijo 132 I son importantes en los primeros días después de una criticidad. Fue responsable de una gran fracción de las dosis infligidas a los trabajadores de Chernobyl durante la primera semana.
La isobara que forma 132 Te/ 132 I es: Estaño-132 (vida media 40 s) que se descompone en antimonio-132 (vida media 2,8 minutos) que se descompone en teluro-132 (vida media 3,2 días) que se descompone en yodo-132 ( vida media 2,3 horas) que se desintegra a xenón-132 estable.
La creación de telurio-126 se retrasa por la larga vida media (230 mil años) del estaño-126 .
131 I , con una vida media de 8 días, es un peligro debido a la lluvia nuclear porque el yodo se concentra en la glándula tiroides . Véase también Efectos de la radiación del desastre nuclear de Fukushima Daiichi#Yodo-131 y Downwinders#Nevada .
Al igual que el 89 Sr, el 131 I se utiliza para el tratamiento del cáncer . Se puede utilizar una pequeña dosis de 131 I en una prueba de función tiroidea, mientras que una dosis grande se puede utilizar para destruir el cáncer de tiroides. Este tratamiento normalmente también buscará y destruirá cualquier tumor secundario que haya surgido de un cáncer de tiroides. Gran parte de la energía de la emisión beta del 131 I será absorbida en la tiroides, mientras que los rayos gamma probablemente podrán escapar de la tiroides para irradiar otras partes del cuerpo.
Se liberaron grandes cantidades de 131 I durante un experimento llamado Green Run [11] en el que el combustible al que sólo se había dejado enfriar durante un corto tiempo después de la irradiación se reprocesó en una planta que no tenía ningún depurador de yodo en funcionamiento.
129 I , con una vida media casi mil millones de veces mayor, es un producto de fisión de larga vida . Se encuentra entre los más problemáticos porque se acumula en un órgano relativamente pequeño (la tiroides), donde incluso su dosis de radiación comparativamente baja puede causar grandes daños, ya que tiene una vida media biológica larga . Por esta razón, a menudo se considera el yodo para la transmutación a pesar de la presencia de compuestos estables.127
Yo en combustible gastado. En el espectro de neutrones térmicos, se destruye más yodo-129 que el recién creado, ya que el yodo-128 tiene una vida corta y la proporción de isótopos favorece a129
I . Dependiendo del diseño del aparato de transmutación, se debe tener cuidado ya que el xenón, el producto de la desintegración beta del yodo, es a la vez un fuerte veneno de neutrones y un gas que es casi imposible de "fijar" químicamente en compuestos sólidos, por lo que escapará al aire exterior o ejercer presión sobre el recipiente que contiene el objetivo de transmutación.
El 127 I es estable, el único de los isótopos del yodo que no es radiactivo. Constituye sólo aproximadamente 1 ⁄ 6 del yodo en el combustible gastado, y el I-129 aproximadamente 5 ⁄ 6 .
En el combustible del reactor, el xenón, producto de la fisión , tiende a migrar para formar burbujas en el combustible. Como el cesio 133, 135 y 137 se forman mediante la desintegración de las partículas beta de los isótopos de xenón correspondientes, esto hace que el cesio se separe físicamente de la mayor parte del combustible de óxido de uranio.
Debido a que el 135 Xe es un potente veneno nuclear con la mayor sección transversal para la absorción de neutrones térmicos , la acumulación de 135 Xe en el combustible dentro de un reactor de potencia puede reducir considerablemente la reactividad . Si un reactor de potencia se apaga o se deja funcionando a un nivel de potencia bajo, entonces se pueden acumular grandes cantidades de 135 Xe a través de la desintegración del 135 I. Cuando se reinicia el reactor o el nivel de potencia bajo aumenta significativamente, el 135 Xe se eliminará rápidamente. se consume a través de reacciones de captura de neutrones y la reactividad del núcleo aumentará. En algunas circunstancias, es posible que los sistemas de control no puedan responder con la suficiente rapidez para gestionar un aumento abrupto de la reactividad a medida que el 135 Xe acumulado se quema. Se cree que el envenenamiento por xenón fue uno de los factores que provocaron la subida de tensión que dañó el núcleo del reactor de Chernóbil .
El cesio-134 se encuentra en el combustible nuclear gastado , pero no se produce en explosiones de armas nucleares , ya que sólo se forma mediante la captura de neutrones en el Cs-133 estable, que sólo se produce por la desintegración beta del Xe-133 con una vida media de 3. días. El Cs-134 tiene una vida media de 2 años y puede ser una fuente importante de radiación gamma en los primeros 20 años después del alta.
El cesio-135 es un producto de fisión de larga duración con una radiactividad mucho más débil. La captura de neutrones dentro del reactor transmuta gran parte del xenón-135 que de otro modo se desintegraría en Cs-135.
El cesio-137 , con una vida media de 30 años, es el principal producto de fisión de vida media , junto con el Sr-90. El Cs-137 es la principal fuente de radiación gamma penetrante procedente del combustible gastado desde 10 años hasta aproximadamente 300 años después de su descarga. Es el radioisótopo más importante que queda en el área alrededor de Chernobyl . [12]
El bario se forma en grandes cantidades mediante el proceso de fisión. Algunos de los primeros investigadores confundieron un isótopo de bario de vida corta con el radio. Estaban bombardeando uranio con neutrones en un intento de formar un nuevo elemento. Pero en cambio provocaron fisión que generó una gran cantidad de radiactividad en el objetivo. Debido a la química del bario y el radio, los dos elementos podrían separarse conjuntamente, por ejemplo, mediante precipitación con aniones sulfato . Debido a esta similitud de su química, los primeros investigadores pensaron que la fracción radiactiva que se separó en la fracción "radio" contenía un nuevo isótopo de radio. Algunos de estos primeros trabajos fueron realizados por Otto Hahn y Fritz Strassmann .
Una gran cantidad de lantánidos más ligeros ( lantano , cerio , neodimio y samario ) se forman como productos de fisión. En África , en Oklo , donde funcionó el reactor de fisión nuclear natural hace más de mil millones de años, la mezcla isotópica de neodimio no es la misma que la del neodimio "normal", sino que tiene un patrón isotópico muy similar al neodimio formado por fisión.
Después de accidentes de criticidad , se suele utilizar el nivel de 140 La para determinar el rendimiento de la fisión (en términos del número de núcleos que se han fisionado).
El samario-149 es el segundo veneno de neutrones más importante en la física de los reactores nucleares. El samario-151 , producido con rendimientos más bajos, es el tercer producto de fisión de vida media más abundante , pero emite sólo una débil radiación beta . Ambos tienen secciones transversales de alta absorción de neutrones, por lo que muchos de los producidos en un reactor son posteriormente destruidos allí por absorción de neutrones.
Los lantánidos son un problema en el reprocesamiento nuclear porque son químicamente muy similares a los actínidos y la mayoría del reprocesamiento tiene como objetivo separar algunos o todos los actínidos de los productos de fisión o al menos los venenos de neutrones entre ellos.