Question:
Peut-on empêcher un atome radioactif de se désintégrer s'il se trouve dans une liaison chimique VRAIMENT forte?
Palbitt
2020-08-17 06:33:45 UTC
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Donc, sur la base de cette question, une molécule contenant un atome radioactif se cassera lorsque l'atome se désintégrera.Mais supposons que vous ayez besoin beaucoup d'énergie pour briser le composé --- car dans, plus d'énergie que la désintégration de l'atome ne libèrera (évidemment, une molécule aussi stable n'est pas réellement possible ...droite?).L'atome sera-t-il simplement obligé de rester statique ou est-ce qu'il se passerait autre chose?

Je ne vois pas de moyen pour le composé de se briser, car cela aurait probablement besoin d'énergie gratuite.Mais peut-être que le composé peut "absorber" de l'énergie, alors une secousse brusque ou une chaleur élevée peut provoquer la désintégration de l'atome et la rupture des liaisons?

Les commentaires ne sont pas destinés à une discussion approfondie;cette conversation a été [déplacée vers le chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/111898/discussion-on-question-by-palbitt-can-a-radioactive-atom-be-prevented-from-decay).
Cinq réponses:
Wolpertinger
2020-08-18 14:53:16 UTC
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Bien que les arguments avancés dans les autres réponses soient en principe corrects, il est important de noter que les processus de désintégration nucléaire couvrent un vaste espace de paramètres, à la fois en énergie et en demi-vie.

Donc, pour donner un contre-exemple, regardons la transition nucléaire la plus spéciale à cet égard: le Thorium 229, qui a un état isomérique Thorium 229m, qui peut être obtenu comme un produit de désintégration de Uranium 233. L'énergie de transition de cet état est de 8,28 + - 0,17 eV ( source). Oui, eV! Cette transition est dans le régime optique.

En conséquence, il est affecté par toutes sortes de processus électroniques, par exemple, la conversion interne. L'environnement chimique ou plutôt la structure cristalline est également pertinent (comme indiqué ici). Notez qu'il existe une abondante littérature sur ce sujet et je ne donne ici que des exemples qui ne sont en aucun cas représentatifs de l'ensemble de l'œuvre. Pour en savoir plus, consultez ceci et les références qui y figurent.

Notez qu'il s'agit d'une transition extrêmement exotique, mais aussi très importante. Beaucoup d'efforts sont investis dans la construction d'une horloge nucléaire extrêmement précise utilisant ces noyaux.

Donc, au moins une version plus faible de la question dans le PO peut recevoir une réponse affirmative: il existe des processus de désintégration radioactive qui sont fortement affectés par l'environnement électronique.


Edit pour plus de clarté

On m'a demandé dans les commentaires de clarifier ma réponse en ce qui concerne la manière dont elle répond à la question et le type de transition nucléaire dont nous parlons.

Consultez également la réponse de @ BCS pour un autre bel exemple qui fonctionne via la capture d'électrons.

+1 parce que c'est bien plus fascinant que tout ce que je * devrais faire * aujourd'hui!
Notez que ce «oui» provisoire ne s'applique qu'à quelques désintégrations nucléaires spécifiques.Il n'y a pas de liaison chimique qui aura un effet significatif sur la désintégration de l'uranium ou de la plupart des autres isotopes radioactifs.
Commentaire @user3294068 voté pour, je voulais dire cela mais aurait probablement pu être plus clair.C'est aussi ce dont parlent les autres réponses, je voulais juste donner quelques détails sur la richesse des processus de désintégration nucléaire avec cette transition exotique.
D'une part, je ne peux m'empêcher d'admirer cette réponse.D'un autre côté, je ne peux m'empêcher de remarquer que cela ne répond pas à la question.(Je sais que l'utilisateur reconnaît cela, je me demande simplement pourquoi il est sélectionné comme réponse.)
Je trouve cette réponse trompeuse, en raison du manque d'accent et d'explication sur la nature de la décomposition impliquée.La désintégration en question n'est pas * un * canal de désintégration mais * deux *: un canal de désintégration gamma radiatif et une [conversion interne] (https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_conversion) désintégration (inhabituelle, et généralementinconnu du public de ce fil) dans lequel l'énergie est utilisée pour expulser un électron de l'ion.Celles-ci se comportent très différemment par rapport à la question du PO:
(i) Le canal rayonnant gamma n'affecte pas les propriétés du noyau (il ne change ni la charge ni la masse), il est donc chimiquement inactif et ne serait complètement affecté par aucune liaison chimique autour du noyau.
(ii) Le canal de conversion interne, quant à lui, est extrêmement différent, car expulser un électron est un processus chimiquement actif et est donc sujet à modification par l'environnement chimique.En effet, comme [Wikipedia le souligne] (// en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_thorium#Thorium-229m), alors que la transition IC est possible pour le Th neutre, elle est énergétiquement exclue si le thorium est déjà ionisé, car lel'énergie fournie pour expulser l'électron n'est pas suffisante pour qu'il s'échappe de l'ion.En tant que tel, ** ce canal de désintégration répond déjà explicitement aux exigences du PO **.
(On pourrait aussi affirmer que "être ionisé n'est pas la même chose que se trouver dans une liaison chimique", mais je soupçonne que la plupart des chimistes trouveraient cette affirmation assez banale. De plus, elle indique immédiatement la manière de trouver des exemples explicites de liaisons chimiquesnécessaire, en couplant le thorium avec quelque chose d'extrêmement électronégatif (disons, le fluorure?) où des considérations énergétiques équivalentes pourraient survenir.)
@EmilioPisanty J'ai ouvert une salle de chat pour cette discussion, qui semble vouloir demander des détails supplémentaires pour ma réponse: https://chat.stackexchange.com/rooms/112380/thorium-discussion
Chris
2020-08-17 07:07:55 UTC
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En principe, oui.Si les produits de désintégration potentiels ont une énergie plus élevée que la molécule d'origine, la désintégration ne peut pas se produire.

En pratique, les énergies de liaison chimique (généralement dans la plage $ \ rm eV $ ) sont beaucoup, beaucoup plus petites que les énergies de désintégration nucléaire (généralement dans la classe $ \ rm MeV $ range), et donc cela ne se produit dans aucun cas à ma connaissance.Ce n’est pas une coïncidence, mais simplement une conséquence naturelle de la force relative des interactions nucléaires et électromagnétiques.

Les commentaires ne sont pas destinés à une discussion approfondie;cette conversation a été [déplacée vers le chat] (https://chat.stackexchange.com/rooms/111947/discussion-on-answer-by-chris-can-a-radioactive-atom-be-prevented-from-decaying).
niels nielsen
2020-08-17 09:45:51 UTC
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La réponse habituelle est que les réactions chimiques ne peuvent pas affecter les processus se déroulant à l'intérieur du noyau, car les processus chimiques n'impliquent que les orbitales d'électrons les plus externes dans l'atome ou la molécule impliquée, et le noyau est plus petit que cela d'un facteur d'ordre ~ 10 ^-5 ce qui signifie qu'il est complètement hors de propos en ce qui concerne les réactions chimiques.

Les seules exceptions possibles concernent les processus nucléaires impliquant la capture d'électrons, comme indiqué par d'autres ici dans la section des commentaires.

BCS
2020-08-28 20:29:05 UTC
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7Be

Les électrons 2 du béryllium peuvent contribuer à la liaison chimique.Par conséquent, lorsque 7Be se désintègre par capture d'électrons L, il le fait en prenant des électrons de ses orbitales atomiques qui peuvent participer à la liaison.Cela rend son taux de décomposition dépendant à un degré mesurable de son environnement chimique - un événement rare dans la décomposition nucléaire.

lien

Blob
2020-08-27 02:19:51 UTC
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La réponse est définitivement oui en principe, car nous avons un exemple parfait dans un domaine connexe - la physique nucléaire.Un neutron nu est instable;il se désintègre radioactivement (désintégration bêta) en un proton, un électron et un neutrino et libère un tout petit peu d'énergie, avec une demi-vie d'environ 1000 secondes.L'univers a plus de 1000 secondes, alors pourquoi y a-t-il des neutrons?En raison des liens forts entre les neutrons et les protons dans les noyaux (en utilisant la force forte, pas la force électromagnétique comme dans les liaisons chimiques).Dans la grande majorité des noyaux quotidiens, il est énergétiquement défavorable que la désintégration se produise et fasse un noyau moins stable, avec trop de protons et pas assez de neutrons.Les quelques noyaux où ce n'est pas vrai sont les noyaux radioactifs qui subissent une désintégration bêta.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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