Fisica General Burbano

REACCIONES NUCLEARES 743
Cuando la energía de excitación no es suficiente para emitir uno
o varios nucleones, el núcleo compuesto se desexcita por emisión de
fotones gamma, y se dice que su energía corresponde a un nivel ligado;
si dicha energía sí que es suficiente podrá emitir un nucleón, al
nivel correspondiente se le denomina nivel virtual. Precisamente
cuando la energía del proyectil es la justa para dar un núcleo compuesto
en un nivel virtual, la sección eficaz presenta, a esa energía,
un pico de resonancia.
Especificación de los canales de entrada y de salida para las reacciones
representadas en la figura XXX-27:
CANAL DE
ENTRADA
27
13
NÚCLEO
COMPUESTO
28
13
24
11
CANALES DE SALIDA
n, Al Al a, Na / p, Mg / g,
Al
27
13
28
14
24
12
p, Al Si a, M g / n, Si / g,
Si / n, 3 p, Na
27
13
29
14
24
12
d, Al Si a, H g / p, Al / n, Si / p, a,
Na
27
12
27
14
28
13
28
13
28
14
28
14
24
11
24
11
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
27
13
31
15
30
15
30
14
a, Al P n,
P / p, Si
27
13
27
13
26
13
25
11
24
11
g, Al Al n, Al / 2p, Na / n, 2p,
Na
XXX – 26. Reacciones nucleares de alta energía
En los procesos a baja energía que acabamos de ver la energía
del proyectil puede concentrarse en un instante u otro en cualquiera
de los nucleones del blanco, en este sentido el proyectil interacciona
con todo el núcleo. Cuando la energía es elevada el proyectil interacciona
directamente con un solo nucleón, que puede ser expulsado o Fig. XXX-27.– Reacciones obtenidas bombardeando Al-27 con
partículas de diferente energía.
retroceder, permaneciendo en el interior del núcleo; el proyectil, desviado,
interaccionará con otros nucleones dando lugar en definitiva a
la emisión de varias partículas en el proceso denominado CASCADA. Acabado éste, el núcleo queda
en un estado de energía muy alta a partir del cual se desexcitará bien por fisión o bien emitiendo
nuevas partículas o fotones g, en una fase llamada de EVAPORACIÓN.
Otros dos procesos típicos de este rango de energía son los de DESPOJO (stripping) y CAPTURA
(pick-up). Una reacción de despojo se produce, por ejemplo, cuando un deuterón de alta energía
al pasar cerca de un núcleo es roto en los fragmentos, el protón es atrapado por el núcleo y el
neutrón (reacción d,n) sale muy poco desviado respecto de la dirección de incidencia. La captura
es el proceso inverso (reacción n,d, o p,d), el proyectil es el que en este caso atrapa un nucleón del
blanco. En estos procesos, la partícula emergente tiene la mayor parte de su momento lineal en la
misma dirección que el proyectil, lo que indica que no se llega a formar un núcleo compuesto ya
que éste, por no retener información sobre su origen, al desintegrarse emite partículas en cualquier
dirección.
Cuando la energía del proyectil supera los 300 MeV se puede producir una reacción de FRAG-
MENTACIÓN, en la cual esa energía se concentra en zonas locales del núcleo, que se rompe, expulsando
un fragmento de masa atómica entre 20 y 40, antes de que la energía haya tenido tiempo
de repartirse por el resto del blanco.
XXX – 27. Radiactividad artificial
En las reacciones provocadas por bombardeo de núcleos con determinadas partículas, se producen,
en ocasiones, núcleos radiactivos, es decir, núcleos que emiten partículas espontáneamente
y se transmutan en otros. Al fenómeno se le llama RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL, y a los núcleos obtenidos
ISÓTOPOS RADIACTIVOS.
Joliot y Curie (1934) durante una investigación de la reacción nuclear que ocurre cuando se
bombardea aluminio con partícula a, observaron emisión de positrones que continuaba incluso
después de dejar de ser irradiado el metal. La actividad en la emisión de positrones decaía de
acuerdo con la ley normal de desintegración radiactiva, con un período de semidesintegración de
3,2 min. Todo ello evidenció que se había provocado una radiactividad artificial en el aluminio.
Posteriormente se comprobó que este hecho era debido a la reacción:
27
13
4
2
30
15
1
0
Al + He → P + n
con la posterior desintegración del fósforo radiactivo por emisión de positrones, según la ecuación:
30
15
P
30
14
→ Si
+ b
+