Processo Oppenheimer-Phillips - Oppenheimer–Phillips process
O processo Oppenheimer-Phillips ou reação de tira é um tipo de reação nuclear induzida por Deuteron . Neste processo, a metade nêutron de um deutério energético (um isótopo estável de hidrogênio com um próton e um nêutron) se funde com um núcleo alvo , transmutando o alvo em um isótopo mais pesado enquanto ejeta um próton. Um exemplo é a transmutação nuclear do carbono-12 em carbono-13 .
O processo permite que uma interação nuclear ocorra em energias mais baixas do que seria esperado de um cálculo simples da barreira de Coulomb entre um deutério e um núcleo-alvo. Isso ocorre porque, conforme o deutério se aproxima do núcleo do alvo carregado positivamente, ele experimenta uma polarização de carga onde a "extremidade do próton" fica voltada para longe do alvo e a "extremidade do nêutron" está voltada para o alvo. A fusão prossegue quando a energia de ligação do nêutron e do núcleo alvo excede a energia de ligação do próprio deutério; o próton anteriormente no deutério é então repelido do novo núcleo mais pesado.
História
A explicação deste efeito foi publicada por J. Robert Oppenheimer e Melba Phillips em 1935, considerando experimentos com o ciclotron de Berkeley mostrando que alguns elementos se tornaram radioativos sob o bombardeio de deuteron.
Mecanismo
Durante o processo OP, a carga positiva do deutério é polarizada espacialmente e coleta preferencialmente em uma extremidade da distribuição de densidade do deutério , nominalmente, a "extremidade do próton". À medida que o deutério se aproxima do núcleo alvo, a carga positiva é repelida pelo campo eletrostático até que, assumindo que a energia incidente não seja suficiente para superar a barreira, a "extremidade do próton" se aproxima de uma distância mínima tendo escalado a barreira de Coulomb até o ponto como pode. Se a "extremidade do nêutron" estiver próxima o suficiente para que a força nuclear forte , que opera apenas em distâncias muito curtas, exceda a força eletrostática repulsiva na "extremidade do próton", a fusão de um nêutron com o núcleo alvo pode começar. A reação prossegue da seguinte forma:
No processo OP, à medida que o nêutron se funde com o núcleo alvo, a força de ligação do deuteron puxa a "extremidade do próton" para mais perto do que um próton descoberto poderia se aproximar sozinho, aumentando a energia potencial da carga positiva. Conforme um nêutron é capturado, um próton é retirado do complexo e é ejetado. O próton neste ponto é capaz de carregar mais do que a energia cinética incidente do deutério, uma vez que ele se aproximou do núcleo alvo mais perto do que é possível para um próton isolado com a mesma energia incidente. Em tais casos, o núcleo transmutado é deixado em um estado de energia como se tivesse se fundido com um nêutron de energia cinética negativa . Há um limite superior de quanta energia o próton pode ser ejetado, definido pelo estado fundamental do núcleo filho.
Notas
Referências
- J. Robert Oppenheimer (1995). Alice Kimball Smith, Charles Weiner (ed.). Robert Oppenheimer: Letters and Recollections (reimpresso, edição ilustrada). Stanford University Press . ISBN 9780804726207 .
- Gerhart Friedlander (1949). Introdução à radioquímica . John Wiley And Sons. ISBN 9781443723091 .
- M. Blatt, John; Victor F. Weisskopf (1991). Física Nuclear Teórica (ed. Ilustrada). Publicações Courier Dover . pp. 505–516. ISBN 9780486668277 .