Hispanopedia WikiEl criptón-85 ( 85Kr ) es un radioisótopo del criptón , distribuido por toda la atmósfera y que actualmente constituye, en promedio, unas 15 partes por mil (ppt) de criptón atmosférico.
El criptón-85 tiene una vida media de 10,76 [ 1 ] años y una energía de desintegración máxima de 687 keV . [ 2 ] Se desintegra en rubidio -85 estable. Su desintegración más común (99,57%) es por emisión de partículas beta con una energía máxima de 687 keV y una energía media de 251 keV. La segunda desintegración más común (0,43%) es por emisión de partículas beta (energía máxima de 173 keV) seguida de emisión de rayos gamma (energía de 514 keV). Otros modos de desintegración tienen probabilidades muy pequeñas y emiten rayos gamma menos energéticos. [ 3 ] El criptón-85 es mayoritariamente sintético , aunque se produce naturalmente en cantidades traza por espalación de rayos cósmicos .
En términos de radiotoxicidad , 440 Bq de 85 Kr equivalen a 1 Bq de radón-222 , sin considerar el resto de la cadena de desintegración del radón .
Presencia en la atmósfera terrestre
Producción natural
El criptón-85 se produce en pequeñas cantidades por la interacción de los rayos cósmicos con el criptón-84 estable en la atmósfera. Las fuentes naturales mantienen un inventario de equilibrio de aproximadamente 0,09 PBq en la atmósfera. [ 4 ]
producción antropogénica
A partir de 2009, la cantidad total en la atmósfera se estima en 5500 PBq debido a fuentes antropogénicas. [ 5 ] A finales del año 2000, se estimó en 4800 PBq, [ 4 ] y en 1973, una estimación de 1961 PBq (53 megacuries). [ 6 ] La más importante de estas fuentes humanas es el reprocesamiento de combustible nuclear , ya que el kriptón-85 es uno de los siete productos de fisión comunes de vida media . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] La fisión nuclear produce alrededor de tres átomos de kriptón-85 por cada 1000 fisiones (es decir, tiene un rendimiento de fisión del 0,3%). [ 7 ] La mayor parte o la totalidad de este kriptón-85 se retiene en las barras de combustible nuclear gastado ; El combustible gastado al ser descargado de un reactor contiene entre 0,13 y 1,8 PBq/Mg de kriptón-85. [ 4 ] Parte de este combustible gastado se reprocesa . El reprocesamiento nuclear actual libera el kriptón -85 gaseoso a la atmósfera cuando el combustible gastado se disuelve. En principio, sería posible capturar y almacenar este gas kriptón como residuo nuclear o para su uso. La cantidad global acumulada de kriptón-85 liberada por la actividad de reprocesamiento se ha estimado en 10 600 PBq en el año 2000. [ 4 ] El inventario global mencionado anteriormente es menor que esta cantidad debido a la desintegración radiactiva; una fracción menor se disuelve en las profundidades oceánicas. [ 4 ]
Otras fuentes artificiales contribuyen en pequeña medida al total. Las pruebas de armas nucleares atmosféricas liberaron entre 111 y 185 PBq. [ 4 ] El accidente de 1979 en la central nuclear de Three Mile Island liberó alrededor de 1,6 PBq (43 kCi) . [ 8 ] El accidente de Chernóbil liberó alrededor de 35 PBq, [ 4 ] [ 5 ] y el accidente de Fukushima Daiichi liberó entre 44 y 84 PBq. [ 9 ]
La concentración atmosférica promedio de criptón-85 era de aproximadamente 0,6 Bq/m³ en 1976 y aumentó a aproximadamente 1,3 Bq/m³ en 2005. [ 4 ] [ 10 ] Estos son valores promedio globales aproximados; las concentraciones son localmente más altas alrededor de las instalaciones de reprocesamiento nuclear y, en general, son más altas en el hemisferio norte que en el hemisferio sur.
Para el monitoreo atmosférico de área extensa, el criptón-85 es el mejor indicador de separaciones clandestinas de plutonio. [ 11 ]
Las emisiones de criptón-85 aumentan la conductividad eléctrica del aire atmosférico. Se prevé que los efectos meteorológicos sean más intensos cuanto más cerca se encuentre la fuente de las emisiones. [ 12 ]
Usos en la industria
El criptón-85 se utiliza en lámparas de descarga de arco comúnmente empleadas en la industria del entretenimiento para luces de cine HMI grandes, así como en lámparas de descarga de alta intensidad . [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] La presencia de criptón-85 en el tubo de descarga de las lámparas puede hacer que las lámparas sean fáciles de encender. [ 14 ] Los primeros desarrollos experimentales de iluminación con kriptón-85 incluyeron una luz de señalización ferroviaria diseñada en 1957 [ 18 ] y un letrero de carretera iluminado erigido en Arizona en 1969. [ 19 ] El servidor de números aleatorios HotBits utilizó una cápsula de 60 μCi (2,22 MBq) de kriptón-85 (una alusión a que el elemento radiactivo es una fuente cuántica de entropía), pero fue reemplazada por una fuente de 5 μCi (185 kBq) de Cs-137 en 1998. [ 20 ] [ 21 ]
El criptón-85 también se utiliza para inspeccionar componentes de aeronaves en busca de pequeños defectos. Se permite que el criptón-85 penetre en pequeñas grietas y, posteriormente, su presencia se detecta mediante autorradiografía . Este método se denomina "imagen por penetración de gas criptón". [ 22 ] El gas penetra en aberturas más pequeñas que los líquidos utilizados en la inspección por líquidos penetrantes colorantes y fluorescentes . [ 23 ]
El criptón-85 se utilizó en tubos electrónicos reguladores de voltaje de cátodo frío, como el tipo 5651. [ 24 ]
El criptón-85 también se utiliza para el control de procesos industriales, principalmente para mediciones de espesor y densidad, como alternativa al Sr-90 o al Cs-137 . [ 25 ] [ 26 ]
El criptón-85 también se utiliza como neutralizador de carga en sistemas de muestreo de aerosoles. [ 27 ]
Referencias
- ↑ Lerner, J. (1963-07-01). "Vida media del 85Kr" . Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry . 25 (7): 749– 757. doi : 10.1016/0022-1902(63)80357-7 . ISSN 0022-1902 .
- ↑ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
- ↑ Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 3.0" . Laboratorio Nacional de Brookhaven .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K. Winger; et al. (2005). "Una nueva compilación de los inventarios atmosféricos de 85kriptón de 1945 a 2000 y su evaluación en un modelo de transporte global". JRNL of Envir Radioactivity . 80 (2): 183– 215. doi : 10.1016/j.jenvrad.2004.09.005 . PMID 15701383 .
- 1 2 3 J. Ahlswede; et al. (2013). "Actualización y mejora del inventario global de emisiones de kriptón-85". JRNL de Envir Radioactivity . 115 : 34–42 . Bibcode : 2013JEnvR.115...34A . doi : 10.1016/j.jenvrad.2012.07.006 . PMID 22858641 .
- 12Telegadas, K.; Ferber, G. J. (1975-11-28). "Atmospheric Concentrations and Inventory of Krypton-85 in 1973". Science. 190 (4217). American Association for the Advancement of Science: 882–883. Bibcode:1975Sci...190..882T. doi:10.1126/science.190.4217.882. JSTOR 1741777. S2CID 129885789.
- ↑Koning, Arjan (August 2005). Cumulative Fission Yields. ISBN 978-92-64-02314-7. Retrieved 2015-06-01– via JEFF-3.1 Nuclear Data Library, JEFF Report 21, OECD/NEA, Paris, France, 2006.
- ↑"U.S. NRC: Backgrounder on the Three Mile Island accident". U.S. Nuclear Regulatory Commission. 2014-12-12. Retrieved 2015-05-31.
- ↑W. Lin; et al. (2015). "Radioactivity impacts of the Fukushima Nuclear Accident on the atmosphere". Atmospheric Environment. 102: 311–322. Bibcode:2015AtmEn.102..311L. doi:10.1016/j.atmosenv.2014.11.047.
- ↑O. Ross; et al. Simulations of the atmospheric krypton-85 to assess the detectability of clandestine nuclear reprocessing(PDF). Symposium on International Safeguards: Preparing for Future Verification Challenges; Vienna (Austria); 1-5 Nov 2010 (Technical report). IAEA-CN-184.
- ↑Kalinowski, Martin B.; Sartorius, Hartmut; Uhl, Stefan; Weiss, Wolfgang (2004), "Conclusions on plutonium separation from atmospheric krypton-85 measured at various distances from the Karlsruhe reprocessing plant", Journal of Environmental Radioactivity, 73 (2): 203–22, Bibcode:2004JEnvR..73..203K, doi:10.1016/j.jenvrad.2003.09.002, PMID 15023448
- ↑Harrison, R. G.; ApSimon, H. M. (1994-02-01). "Krypton-85 pollution and atmospheric electricity". Atmospheric Environment. 28 (4): 637–648. Bibcode:1994AtmEn..28..637H. doi:10.1016/1352-2310(94)90041-8.
- ↑Krypton-85 (PDF). Spectragases.com (2004-12-30). Retrieved on 2013-07-25.
- 1 2 Tipos de lámparas , Federación Europea de Empresas de Lámparas, archivado del original el 22/06/2012 , consultado el 06/11/2012.
- ↑ Sustancias ionizantes en productos de iluminación (PDF) , Federación Europea de Empresas de Lámparas, 2009, archivado del original (PDF) el 20 de febrero de 2014 , consultado el 6 de noviembre de 2012.
- ↑ NRPB y GRS (2001), Transporte de bienes de consumo que contienen pequeñas cantidades de materiales radiactivos (PDF) , Comisión Europea, archivado del original (PDF) el 25/11/2011 , consultado el 06/11/2012.
- ↑ Evaluación del impacto radiológico del transporte y la eliminación de bombillas que contienen tritio, criptón-85 y radioisótopos de torio , Agencia de Protección de la Salud, 2011, archivado del original el 28/05/2012 , consultado el 06/11/2012.
- ↑ "Fabricación de una luz de señalización ferroviaria alimentada por A en los laboratorios de D&RGW" . The Ogden Standard-Examiner . 17 de febrero de 1957. Consultado el 31 de mayo de 2015 a través de Newspapers.com.
- ↑ Davis, Al (4 de enero de 1970). "Un letrero atómico brilla día y noche aquí" . Arizona Republic . Recuperado el 31 de mayo de 2015 a través de Newspapers.com.
- ↑ "Totalmente aleatorio" . Revista Wired . Vol. 11, n.º 8. Agosto de 2003.
- ↑ Walker, John (septiembre de 2006). "Hardware HotBits" . HotBits .
- ↑ Glatz, J. (1996-12-01). "Imágenes de penetración de gas kriptón: una herramienta valiosa para garantizar la integridad estructural en componentes de motores de aeronaves" . Materials Evaluation . 54 (12). OSTI 445392 .
- ↑ Glatz, Joseph. Imágenes con líquidos penetrantes de kriptón: una herramienta valiosa para garantizar la integridad estructural de los componentes de los motores de aeronaves . Sociedad Estadounidense de Ensayos No Destructivos.
- ↑ 5651 Tubo electrónico estabilizador regulador de voltaje Sylvania . Oddmix.com (15 de mayo de 2013). Consultado el 25 de julio de 2013.
- ↑ Fuentes selladas de criptón-85 (Kr-85) para el control de procesos industriales. Consultado el 10 de septiembre de 2021.
- ↑Fuentes selladas para medición industrial. Fuentes beta Kr-85 serie M85K01 (PDF). Consultado el 10 de septiembre de 2021.
- ↑ Liu, Benjamin; Piu, David (1974). "Neutralización eléctrica de aerosoles" . Journal of Aerosol Science . 5 (5): 465– 472. Bibcode : 1974JAerS...5..465L . doi : 10.1016/0021-8502(74)90086-X . Consultado el 4 de enero de 2023 .
- Productos de fisión
- Isótopos del kriptón