Escenarios hipotéticos: ¿Qué sucedería si una botella de gas se llenara con argón-42 en lugar de argón natural estable?

Answer 1

Bueno, el primer problema hipotético sería obtener una muestra pura de argón 42. No ocurre naturalmente porque es altamente inestable. Sufre una desintegración beta, con una vida media de 32.9 años, produciendo el propio isótopo potásico 42 altamente inestable, que también sufre una desintegración beta, produciendo el isótopo estable calcio 42, con una vida media de 12.4 horas.

Es posible que pueda obtener argón 42 por nucleosíntesis artificial, seguido de purificación, pero no conozco ningún proceso actual específicamente de este tipo. El bombardeo con neutrones de argón 40 (es el isótopo más común, como se encuentra en la atmósfera) en un reactor nuclear debería producir algo de argón 42, junto con muchos otros núcleos. Podría ser posible purificarlo por cromatografía de gases.

Suponiendo que pueda obtener una botella de argón puro 42, sería muy radiactivo y podría comenzar a calentarse. Si lo enfriara, después de aproximadamente cien años, tendría una botella en su mayoría vacía, cubierta internamente con una película de calcio sólido 42. La presión dentro de la botella solo sería aproximadamente 1/8 de la presión inicial, y después de otros cien años, bajaría a aproximadamente 1/60, con una capa más gruesa de calcio.

Answer 2

Ar42 tiene una vida media de 33 años.

Busqué Strontium 90 ya que tiene una vida media (similar) de 29 años. Según este enlace, cada gramo de Sr90 es 143 Curies de radiactividad. Tasa de radiactividad en curies por gramo de 5 productos de fisión de estroncio. Ar42 es más liviano pero tiene una vida media un poco más larga, así que solo calculando en mi cabeza, Ar42 es algo así como 300 Curies por gramo. Esto es enorme

My Chart of the Nuclides no enumera la energía de la desintegración beta de Ar42, pero se desintegra en K42, que tiene una vida media de 13 horas y una energía beta de punto final de 3.5 MeV. Con una hija que tiene una vida media mucho más corta que el padre, el inventario de la hija alcanza rápidamente el equilibrio: se obtiene una desintegración de K por cada desintegración de Ar (la fuente de K es igual a la pérdida de K en el equilibrio).

Entonces, 300 curies por gramo multiplicado por 5 MeV por decaimiento multiplicado por 3.7E10 decaimientos por segundo por curie multiplicado por 1 julio por 6E12 MeV es de aproximadamente 10 julios por segundo por gramo (donde acabo de adivinar 5 MeV para los dos decaimientos beta en promedio).

Entonces, en un tiempo relativamente corto, la botella se calentaría y explotaría.