Los rendimientos de isótopos y elementos cambiarán a medida que los productos de fisión experimenten una desintegración beta, mientras que los rendimientos en cadena no cambian después de completarse la emisión de neutrones por unos pocos productos de fisión iniciales ricos en neutrones ( neutrones retardados ), con una vida media medida en segundos.
Se pueden producir algunos isótopos directamente por fisión, pero no por desintegración beta, porque el posible precursor con un número atómico menor es estable y no se desintegra (el número atómico aumenta en 1 durante la desintegración beta). Los rendimientos en cadena no tienen en cuenta estos isótopos "en sombra"; sin embargo, tienen rendimientos muy bajos (menos de una millonésima parte de los productos de fisión comunes) porque son mucho menos ricos en neutrones que los núcleos pesados originales.
El rendimiento se expresa generalmente como porcentaje por fisión, de modo que los porcentajes de rendimiento total suman 200%. Con menor frecuencia, se expresa como porcentaje de todos los productos de fisión, de modo que los porcentajes suman 100%. La fisión ternaria , alrededor del 0,2-0,4% de las fisiones, también produce un tercer núcleo ligero como el helio-4 (90%) o el tritio (7%).
Curva de masa vs. curva de rendimiento
Rendimientos de productos de fisión en masa para la fisión de neutrones térmicos de U-235, Pu-239, una combinación de los dos típicos de los reactores nucleares actuales y U-233 utilizado en el ciclo del combustible de torio
Rendimiento vs. Z : esta es una distribución típica para la fisión del uranio . Nótese que en los cálculos utilizados para hacer este gráfico se ignoró la activación de los productos de fisión y se asumió que la fisión se produjo en un solo momento en lugar de en un período de tiempo. En este gráfico de barras se muestran los resultados para diferentes tiempos de enfriamiento (tiempo después de la fisión).
Rendimiento vs Z. Los colores indican la volatilidad del fluoruro , que es importante en el reprocesamiento nuclear : los elementos azules tienen fluoruros volátiles o ya son volátiles; los elementos verdes no los tienen pero tienen cloruros volátiles; los elementos rojos no tienen ninguno, pero los elementos en sí son volátiles a temperaturas muy altas. Rendimientos a los 10 0,1,2,3 años después de la fisión , sin considerar la captura de neutrones posterior , fracción del 100% no del 200%. Desintegración beta Kr-85 → Rb , Sr-90 → Zr , Ru-106 → Pd , Sb-125 → Te , Cs-137 → Ba , Ce-144 → Nd , Sm-151 → Eu , Eu-155 → Gd visible.
Debido a la estabilidad de los núcleos con números pares de protones y/o neutrones, la curva de rendimiento frente a un elemento no es una curva suave, sino que tiende a alternarse.
En general, cuanto mayor sea la energía del estado que sufre la fisión nuclear, más probable es una fisión simétrica, por lo tanto, a medida que aumenta la energía del neutrón y/o aumenta la energía del átomo fisionable , el valle entre los dos picos se vuelve más superficial; por ejemplo, la curva de rendimiento en función de la masa para Pu-239 tiene un valle más superficial que el observado para U-235 , cuando los neutrones son neutrones térmicos . Las curvas para la fisión de los actínidos posteriores tienden a formar valles aún más superficiales. En casos extremos, como 259 Fm, solo se ve un pico.
El rendimiento generalmente se expresa en relación con el número de núcleos en fisión, no con el número de núcleos productos de fisión, es decir, los rendimientos deben sumar 200%.
Los rendimientos en la tabla suman solo el 45,5522%, incluido el 34,8401% que tienen vidas medias superiores a un año:
El resto y el 54,4478% no listado se desintegran con vidas medias inferiores a un año en núcleos no radiactivos.
Esto es antes de tener en cuenta los efectos de cualquier captura de neutrones posterior, por ejemplo:
135 Xe captura un neutrón y se vuelve casi estable 136 Xe, en lugar de desintegrarse en 135 Cs, que es radiactivo con una vida media de 2,3 millones de años.
133 Cs no radiactivo que captura un neutrón y se convierte en 134 Cs, que es radiactivo con una vida media de 2 años.
Muchos de los productos de fisión con masa 147 o mayor, como 147 Pm , 149 Sm , 151 Sm y 155 Eu, tienen secciones transversales significativas para la captura de neutrones, de modo que un átomo de producto de fisión pesado puede sufrir múltiples capturas de neutrones sucesivas.
Además de los productos de fisión, existen otros tipos de productos radiactivos:
Las desintegraciones, incluso si son prolongadas, se dan en el nucleido estable.
Las desintegraciones con vidas medias superiores a un siglo están marcadas con un solo asterisco (*), mientras que las desintegraciones con vidas medias superiores a cien millones de años están marcadas con dos asteriscos (**).
Vidas medias, modos de desintegración y fracciones de ramificación
^ β − ramas de desintegración de 0,9982 ± 0,0002 a Kr-85m y 0,0018 ± 0,0002 a Kr-85.
^ Fracciones de ramificación de ENSDF: 0,944 ± 0,007 para IT y 0,056 ± 0,007 para β − .
^ Rama de desintegración β − de 0,0288 ± 0,0002 a Xe-133m.
^ Las fracciones de ramificación se promediaron de la base de datos ENSDF.
^ Las fracciones de ramificación se adoptaron de la base de datos ENSDF.
^ Las fracciones de ramificación ab se adoptaron de los datos de LNHB.
Ordenado por sección eficaz de absorción de neutrones térmicos
Referencias
^ "rendimiento de fisión". Archivado desde el original el 28 de mayo de 2007. Consultado el 10 de junio de 2007 .
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Enlaces externos
MANUAL DE DATOS NUCLEARES PARA SALVAGUARDIAS: EXTENSIONES DE LA BASE DE DATOS, AGOSTO DE 2008
Gráfico en vivo de nucleidos - OIEA Mapa en color de rendimientos y datos detallados haciendo clic en un nucleido.
