Para
producir cobalto 60 (período 5,3 años) se irradia un bloque
de cobalto 59 (densidad 8,9 g/cc y
sección eficaz de captura 36 barns) con un flujo de neutrones térmicos de 1012 neutrones/cm2.s. ¿Cuál sería el tiempo necesario, en días, para alcanzar la actividad de un curio?. Determinar la actividad máxima del cobalto 60 en esas condiciones.
expone el blanco a un flujo de neutrones, puede expresarse por:
donde el primer sumando del segundo miembro se refiere a la velocidad de formación de Co-60 por
captura neutrónica y el segundo a la velocidad de desintegración.
Podemos integrar la expresión anterior para obtener la concentración del producto radiactivo al cabo
de un tiempo t:
y reagrupando términos:
Si consideramos que en t = 0 es N = 0 resulta:
y finalmente
Para el caso que estamos considerando, la sección eficaz macroscópica vale :
y la constante de desintegración :
Para que haya una actividad de un curio (Ci) se deberá cumplir :
y el tiempo que ha de transcurrir para obtener esa cantidad será :
La actividad máxima del Co tendrá lugar cuando sea máxima la cantidad de Co-60. Esto ocurrirá
cuando se igualen las velocidades de formación y desintegración, es decir, cuando se alcance el régimen
estacionario momento en el que se tendrá :
La actividad máxima recibe el nombre de actividad de saturación y su valor en curios es 86,9 Ci.
sección eficaz de captura 36 barns) con un flujo de neutrones térmicos de 1012 neutrones/cm2.s. ¿Cuál sería el tiempo necesario, en días, para alcanzar la actividad de un curio?. Determinar la actividad máxima del cobalto 60 en esas condiciones.
RespuestaLa velocidad (en núcleos/cm3) a la cual la concentración de Co-60 varía con el tiempo, cuando se
expone el blanco a un flujo de neutrones, puede expresarse por:
donde el primer sumando del segundo miembro se refiere a la velocidad de formación de Co-60 por
captura neutrónica y el segundo a la velocidad de desintegración.
Podemos integrar la expresión anterior para obtener la concentración del producto radiactivo al cabo
de un tiempo t:
y reagrupando términos:
Si consideramos que en t = 0 es N = 0 resulta:
y finalmente
Para el caso que estamos considerando, la sección eficaz macroscópica vale :
y la constante de desintegración :
Para que haya una actividad de un curio (Ci) se deberá cumplir :
y el tiempo que ha de transcurrir para obtener esa cantidad será :
La actividad máxima del Co tendrá lugar cuando sea máxima la cantidad de Co-60. Esto ocurrirá
cuando se igualen las velocidades de formación y desintegración, es decir, cuando se alcance el régimen
estacionario momento en el que se tendrá :
La actividad máxima recibe el nombre de actividad de saturación y su valor en curios es 86,9 Ci.