Nucleido primordial
| Física nuclear
• Núcleu • Nucleones (p, n) • Matèria nuclear • Força nuclear • Estructura nuclear • Processos nuclears |
En geoquímica, geofísica i física nuclear, els nucleidos primordials, també coneguts com a isòtops primordials, són nucleidos que es troben en la Terra i que han existit en la seua forma actual des d'abans de l'aparició del planeta. Els nucleidos primordials estaven presents en el mig interestelar a partir del com es va formar el sistema solar, i es varen formar en el Big Bang o despuix, per nucleosíntesis en estreles i supernovas seguides de eyección de massa, per espalación de rajos còsmics i potencialment a partir d'atres processos. Són els nucleidos estables més la fracció de radionucleidos de llarga vida que sobreviuen en la nebulosa solar primordial a través del procés d'acrecimiento que va donar orige al planeta fins al present. Es coneixen 286 nucleidos d'este tipo.
Estabilitat
[editar | editar còdic]
Els 251 isòtops estables coneguts, més atres 35 nucleidos que tenen semividas de duració suficient per a haver sobrevixcut des de la formació de la Terra, es presenten com nucleidos primordials. Estos 35 radionucleidos primordials són isòtops de 28 elements químics distints. Cadmi, telur, xenón, neodimi, samari, osmi i urani tenen cada u dos radioisòtops primordials (Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide; Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide; Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide; Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide; Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide; Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide; Plantilla:SimpleNuclide i Plantilla:SimpleNuclide).
Degut a que l'edat de la Terra és de 4,58 (uns 4.600 millons d'anys), la semivida dels nucleidos donats deu ser major que aproximadament 1 (100 millons d'anys) per consideracions pràctiques. Per eixemple, per a un nucleido en semivida de 6 (60 millons d'anys), açò significa que han transcorregut 77 semividas, lo que significa que per cada mol (6,02) d'eixe nucleido present en la formació de la Terra, solament queden 4 àtoms en l'actualitat.
Els sèt nucleidos primordials de vida més curta (és dir, els nucleidos en semividas més curtes) que s'han verificat experimentalment són Plantilla:SimpleNuclide (5,0), Plantilla:SimpleNuclide (4,1), Plantilla:SimpleNuclide (3,8), Plantilla:SimpleNuclide (1,4), Plantilla:SimpleNuclide (4,5), Plantilla:SimpleNuclide (1,25) i Plantilla:SimpleNuclide (7,0).
Estos sèt nucleidos tenen semividas comparables o alguna cosa inferiors a l'edat de l'univers estimada (87Rb, 187Re, 176Lu i 232Th tenen semividas alguna cosa més llargues que l'edat de l'univers). A continuació figura una llista completa dels 35 radionucleidos primordials coneguts, inclosos els 28 en semividas molt més llargues que l'edat de l'univers. A efectes pràctics, els nucleidos en semividas molt més llargues que l'edat de l'univers poden tractar-se com si foren estables. 87Rb, 187Re, 176Lu, 232Th i 238O tenen semividas lo suficientment llargues com per a que la seua desintegració estiga llimitada en l'escala de temps geològic. 40K i 235O tenen semividas més curtes i, per lo tant, estan molt agotats, pero encara tenen una vida lo suficientment llarga com per a persistir significativament en la naturalea.
L'isòtop de vida més llarga que no s'ha demostrat que siga primordial[1] és el Plantilla:SimpleNuclide, que té una semivida de 1,03, seguit de el Plantilla:SimpleNuclide (8,08) i de el Plantilla:SimpleNuclide (3,5 (079)). S'ha informat que el 244Pu existix en la naturalea com un nucleido primordial,[2] encara que un estudi posterior no ho va detectar.[3] Tenint en conte que tots estos nucleidos deuen existir durant a lo manco 4,6, 146Sm deu sobreviure 45 semividas (i, per lo tant, reduir-se en 245 4), el 244Pu deu sobreviure a 57 (i reduir-se en un factor de 257 1), i el 92Nb deu sobreviure a 130 (i reduir-se en 2130) 1). Matemàticament, considerant les provables abundància inicials d'estos nucleidos, els isòtops primordials 146Sm i 244Pu deurien persistir hui en algun lloc dins de la Terra, inclús si no són identificables en la porció relativament menor de la corfa terrestre disponible per als ensajos humans, mentres que 92Nb i tots els nucleidos de vida més curta no deurien fer-ho. Els nucleidos com 92Nb, que estaven presents en la nebulosa solar primordial pero que fa temps que es varen desintegrar per complet, es denominen radionucleidos extints si no tenen atres mijos per a regenerar-se.
Degut a que els "elements químics primordials" a sovint conten en més d'un isòtop primordial, solament hi ha 83 elements químics primordials distints. D'ells, 80 tenen a lo manco un isòtop estable i tres elements primordials adicionals tenen sol isòtops radiactius (bismut, tori i urani).
Nucleidos naturals que no són primordials
[editar | editar còdic]Alguns isòtops inestables que es produïxen de forma natural (com Plantilla:SimpleNuclide, Plantilla:SimpleNuclide i Plantilla:SimpleNuclide) no són primordials, ya que deuen regenerar-se constantment. Açò ocorre per radiació còsmica (en el cas dels nucleidos cosmogénicos com Plantilla:SimpleNuclide i Plantilla:SimpleNuclide), o (rara volta) per processos com la transmutació geonuclear (captura neutrónica de l'urani en el cas de el Plantilla:SimpleNuclide i de el Plantilla:SimpleNuclide). Atres eixemples de nucleidos naturals comuns pero no primordials són els isòtops de radón, poloni i ràdio, que són tots fills de nucleidos radiogénicos de la desintegració de l'urani i es troben en els minerals d'urani. L'isòtop estable del argón 40Ar és en realitat més comuna com nucleido radiogénico que com nucleido primordial, formant casi el 1% de l'atmòsfera de la Terra. És regenerat per la desintegració beta de l'isòtop primordial radiactiu 40K de vida extremadament llarga, que la seua semivida és de l'orde de mil millons d'anys i, per lo tant, s'ha estat generant argón des dels inicis de l'existència de la Terra (el argón primordial estava dominat pel nucleido originat per un processe alfa 36Ar, que és significativament més rar que el 40Ar en la Terra).
Una série radiogénica similar es deriva del nucleido primordial radiactiu de llarga vida 232Th. Estos nucleidos es descriuen com geogénicos, lo que significa que són productes de desintegració o fissió de l'urani o d'atres actínits continguts en roques del subsol.[4] Tots estos nucleidos tenen semividas més curtes que les seues nucleidos primordials radiactius originals. Alguns atres nucleidos geogénicos no es troben en les cadenes de desintegració de el 232Th, 235O o 238O, pero encara poden produir-se fugazmente de manera natural com a productes de la fissió espontànea d'un d'estos tres nucleidos de llarga vida, com el 126Sn, que constituïx aproximadament el 10−14 de tots els nucleidos naturals del estany.[5] També s'ha detectat un atre, el 99Tc. Hi ha atres cinc productes de fissió de llarga duració coneguts.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Samir Maji (2006). “Separation of samarium and neodymium: a prerequisite for getting signals from nuclear synthesis”. Analyst 131 (12): 1332–1334. doi:. PMID 17124541. Bibcode: 2006Ana...131.1332M.
- ↑ “Detection of Plutonium-244 in Nature” (1971). Nature 234 (5325): 132–134. doi:. Bibcode: 1971Natur.234..132H.
- ↑ Lachner, J.. “Attempt to detect primordial 244Pu on Earth”. Physical Review C 85 (1): 015801. doi:. Bibcode: 2012PhRvC..85a5801L.
- ↑ Groundwater geochemistry and isotopes, CRC Press, p. 118. ISBN 9781466591745.
- ↑ H.-T. Shen. «Research on measurement of 126Sn by AMS».
- Este artícul conté una traducció derivada de «Nucleido primordial» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.