Foro del Grupo Senderista de Murcia

Ayuda factor temperatura en relación a la captura electrónica emisión beta y captura de neutrinos. fb.me/2MR5Kvz6f

Buenos días, Yo soy José Gregorio o Gregorio, antiguo monitor del grupo senderista.

Escribo esto para pedir ayuda, a un gran matemático sea doctor o uno o varios nuevos doctores en matemáticas exactas, que quieran hacer una tesis, proyecto fin de carrera, para su posterior presentación a una revista científica como trabajo conjunto. Yo me manejo bien en la parte de física teórica y mal en matemáticas {solo logaritmos, derivadas simples y algo de estadística}.
Un físico muy puesto en matemáticas también sería buena opción.

Voy a poner en trozos o en una pieza el texto, por si alguien no puede entrar a mi facebook por el enlace fb.me/2MR5Kvz6f

Lo que voy a exponer es de un nivel alto de física clásica, con partículas elementales, lo cual supone una parte de física de partículas.

Es conocido el factor temperatura en los procesos de fusión y de fisión. En el proceso de fusión, la temperatura de los iones se expresa en energía cinética. Tanto en una como en otra un factor importante es la sección eficaz de los átomos y esto tiene dependencia con la temperatura.
La tasa a la que se produce una reacción de fisión nuclear depende del producto ÏÆ'v.
La velocidad relativa depende de la temperatura según la distribución de Maxwell-Boltzmann. ( http://es.wikipedia.org/wiki/Estad%C3%ADstica_de_Maxwell-Boltzmann )
N(v) ∝ e ^-mv2 / 2KT
K constante de Boltzmann y T temperatura grados kelvin.
La probabilidad de encontrar una partícula con velocidad entre v y v+dv es n(v) v²dv
Por lo tanto el promedio será
  ÏÆ'v ∝   Ã¢Ë†Â« 1/ v e^-2Gn(v)v²dv


En algunos artículos podemos encontrar referencias a T6 ó T8, estas son 1.000.000Ã,º y 100.000.000Ã,º
Cuando empezamos a hablar de fusión, entran otros factores como es el  pico de Gamow (https://es.wikipedia.org/wiki/Pico_de_Gamow  ), que algunos textos lo podemos ver como el túnel cuántico, que permite atravesar la barrera de Coulomb, para permitir la fusión, con parámetros de secciones eficaces (  https://es.wikipedia.org/wiki/Secci%C3%B3n_eficaz    ), temperatura.

La radioactividad se puede ver como un proceso de fisión donde el hombre a temperatura ambiente no interviene.  Dicho proceso nunca ha tenido el factor temperatura, por darse o estudiarse hasta ahora a temperatura ambiente, Ã,¿pero qué sucede a otras temperaturas?
La ley de la desintegración radiactiva predice el decrecimiento con el tiempo del número de núcleos de una sustancia radiactiva dada que van quedando sin desintegrar.
En física nuclear y radioquímica se define el período de semidesintegración o constante de semidesintegración, también llamado semivida o hemivida, como el tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos de una muestra inicial de un radioisótopo. Se toma como referencia la mitad de ellos debido al carácter aleatorio de la desintegración nuclear.
N   =   N₀ ââ,¬Â¢   2 E ^{−t/T} ; N   =   N₀ *   2 ^{−t/T}
N₀ * 1/2 = N0 e E^{- λt Ã,½}   ;   N₀ * 1/2 = N₀ e^{- λt Ã,½}
  tÃ,½ = ln2 / λ  ;    λ= N₀ e^{- λt}
N .... número de núcleos sin desintegrar ; N₀ ... número de núcleos que hay inicialmente
t .... tiempo ; T .. tiempo de vida media;  tÃ,½ es el periodo de semidesintegración
λ  lambda es la constante de desintegración K
Si queremos calcular el tiempo que tarda una muestra de un radioisótopo en reducirse al 20 % de la inicial haremos:
C o= Concentración inicial.  ; C t = 0.2 (20%) âˆâ€" C o
tÃ,½ = ln(Co /Ct) / λ (k)
Y  su vida media  Ï„ (tau)  es = 1 / λ   ; :

Pues en todo esto no aparece el factor temperatura, algo natural pues los procesos radioactivos normalmente son a temperatura ambiente.
Ã,¿Qué sucede a temperaturas alejadas de la ambiente, 1000Ã,º, 15000Ã,º, 200.000Ã,º 3.000.000Ã,º?

Un neutrón tiene un tiempo de vida medio de partícula fuera del núcleo atómico de 15 segundos después se desintegra en un Protón, un electrón y un anti-neutrino.
Por n -> p + e- + v (anti-neutrino normalmente es un corchete y no un tachón) { ve (anti-neutrino electrónico, en relación a su energía)}
v (neutrino)

Por otro lado están los procesos radioactivos de desintegración donde un elemento ^A_ZX se convierte en otro elemento ^A_ZY. 
Captura electrónica.
p + e- ==> n + ve (neutrino electrónico) + ƴ energía Gamma
^A_ZX + e- ==>  ^A _Z-1Y + ve + Æ´
Hay excepciones ^A_ZX + e- ==>   ^A_ZY + ve  ; Terbio ¹⁵⁷₆₅Tb => ¹⁵⁷₆₅Gb + ve
 
Captura de neutrinos
  n + ve ==> p + e- 
Se describe también como un elemento ^A_ZX se convierte en otro elemento  ^A_Z+1Y
^A_ZX + ve ==>   ^A_Z+1Y + e-  ;   ³⁷₁₇Cl + ve  ==>   ³⁷₁₈Ar  + e- 

Captura de anti-neutrinos (inverso decaimiento beta+)
p + v ==> n + e+   (Positrón)   ;  ^A_ZX + ve ==>   ^A_Z-1Y + e+

Desintegración Beta ^{ââ,¬â€œ} ( β^- )    desintegración de un neutrón dentro del núcleo
n -> p + e- +  v   
Se describe también como un elemento ^A_ZX se convierte en otro elemento ^A_Z+1Y 
^A_ZX ==>   ^A_Z+1Y + e-   + ve

(YO) El decaimiento o desintegración Beta puede verse como una captura de neutrinos, de un elemento inestable.
^A_ZX + ve ==>   ^A_Z+1Y + e-    + ve   ; ³⁶₁₇Cl + ve  ==>   ³⁶₁₈Ar  + e-   + ve   

Desintegración Alfa ( α ) ver info: http://nuclear.fis.ucm.es/FNYP-C/alfa-vijande.pdf
Existe unas teoría desarrolladas en 1928 por Gamow y por Condon y Gourney independientemente para explicar la emisión Alfa.
^A_ZX ==>  ^A-4_Z-2Y +⁴₂He ( α )
Aunque estaría bien encontrar una relación de la desintegración Alfa con la captura doble de antineutrinos, pero es misión imposible.
Si la desintegración alfa no tiene captura es difícil modificar su decaimiento en relación a las secciones transversales las cuales se pueden modificar con la variable temperatura, tal como sucede con la fisión y la fusión nuclear.
Pero he encontrado una ley  (https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Geiger-Nuttall  ): la Ley de Geiger-Nuttall o Regla de Geiger-Nuttall establece una relación entre la constante de decaimiento de un isótopo radioactivo y la energía de las partículas alfa que emite.
Formulada en 1911 por Hans Geiger y John Mitchell Nuttall,1 en su forma moderna la ley de Geiger-Nuttall adopta la forma:
Ln λ = -a1 (Z / √E) + a2    ; donde a1y a2 son constantes en relación a las familias de decaimiento radioactivo, familias radioactivas.
donde λ (lambda) es la constante de decaimiento (λ = ln(2)/hemivida o vida media), Z el número atómico, E la energía cinética total (de la partícula alfa y del núcleo resultante).
(Yo) pero resulta que existe relación entre temperatura y energía cinética, por lo tanto también tenemos relación de decaimiento y temperatura. Es más; como ââ,¬Å"Zââ,¬Â pueden ser elementos radioactivos, también afectaría a las emisiones Beta y captura electrónica.
Por desgracia las temperaturas o energías cinéticas de los isotopos radioactivos deben ser muy altas, para que tenga efecto sobre el decaimiento. Aun así, puede existir un túnel cuántico por el cual la temperatura no deba ser tan extrema, lo cual hace necesario cálculos fuera de mi alcance o demostración empírica por creación de dichas condiciones cosa que también está fuera de mi alcance económico y sólo al alcance de mega-millonarios.
Por otro lado el cálculo de las secciones de cruce y la introducción del factor temperatura en las desintegraciones por captura electrónica así como por desintegración Beta, también están fuera de mi alcance.

La importancia de todo esto, radica en la conversión de los desechos nucleares (elementos radiactivos) en producto de valor añadido, como fuente de energía, por medio de unos dispositivos tipo Donut ó Toroide (ITER, Tokamak, JET, ââ,¬Â¦) donde se crea un plasma con temperaturas superiores al 1.000.000Ã,º gracias a fuertes campos magnéticos que aíslan el plasma de las paredes.
Con esto, la energía de unos pocos Watt-gramo, durante decenas de años por decaimiento radioactivo, pasan a ser miles de KiloWatt-gramo durante unas horas.
Todo esto supondría empezar a andar en el tema de confinamiento magnético de plasma para la generación de energía, donde hoy con los proyectos de fusión se pretende correr antes que caminar.
Parte de esto ya lo he expuesto en otra sección de mi Facebook:  #ITER a neutrónico, sin neutrones, es posible en teoría. ... http://fb.me/8oj4REs0L

{Si alguien ha leído hasta aquí y no ha entendido, nada. La importancia de esto es; Ã,¿qué pasará cuando se termine los combustibles, que pasará cuando no tenga combustible para llenar el depósito de su coche o el de su caldera?

https://es.wikipedia.org/wiki/ITER
https://es.wikipedia.org/wiki/Joint_European_Torus
https://es.wikipedia.org/wiki/Tokamak
https://es.wikipedia.org/wiki/Reactores_de_fusi%C3%B3n_nuclear