Recientemente, investigadores de la Universidad de Tecnología de Chalmers en Suecia han estudiado reacciones de fisión nuclear en 100 tipos diferentes de núcleos atómicos de elementos exóticos como platino, mercurio y plomo, con el objetivo de entender mejor el proceso de fisión nuclear. El comunicado de prensa del instituto señaló que esta investigación no solo ayuda a producir energía más limpia en el futuro, sino que también revela cómo se forman los elementos en el universo.

A medida que los países del mundo exploran activamente nuevas formas de satisfacer las necesidades energéticas, la tecnología de fisión nuclear está recibiendo nuevamente atención. Aunque las plantas de energía eólica y solar se están construyendo a un ritmo rápido para lograr objetivos de emisiones netas cero, estas tecnologías no pueden satisfacer la demanda de suministro de energía bajo demanda ni operar las 24 horas. La tecnología de fisión nuclear puede proporcionar una gran cantidad de energía de manera sin carbono, pero también genera grandes cantidades de desechos radiactivos. Métodos de energía nuclear más nuevos, como reactores modulares pequeños o microreactores, buscan resolver estos problemas; sin embargo, el conocimiento sobre las reacciones de fisión subyacentes aún es muy limitado, y los investigadores están trabajando para llenar este vacío.

En el proceso de fisión nuclear, isótopos de elementos pesados como el uranio son bombardeados por neutrones, y sus núcleos se dividen en fragmentos de elementos mucho más pequeños que el isótopo original, y estos fragmentos siempre son asimétricos, es decir, de masas o tamaños atómicos diferentes. Los investigadores atribuyen esto a la estructura de capas del núcleo atómico, es decir, ciertos números de protones y neutrones son más estables que otros. Dado que la fisión generalmente se estudia para isótopos específicos con fines comerciales, entender este proceso es difícil.

El profesor adjunto de Física de Alta Energía y Plasma de la Universidad de Tecnología de Chalmers, Andreas Heinz, dijo: "La fisión es un proceso que la gente ha estado investigando durante mucho tiempo, pero solo para un número muy limitado de isótopos". Normalmente, se bombardea un isótopo objetivo con neutrones u otras partículas para observar la fisión; esto no es un problema para isótopos de larga vida como el uranio, pero es extremadamente difícil para núcleos atómicos de vida mucho más corta.

Por lo tanto, el equipo de Heinz decidió estudiar núcleos atómicos de 100 elementos exóticos como platino, mercurio y plomo para entender en profundidad el proceso de fisión. Los núcleos atómicos estudiados están marcados con diferentes colores, diferentes de los isótopos estables encontrados en la naturaleza (marcados en negro), y los colores también indican la forma en que ocurre la fisión; cuanto más alta la barra, mayor la diferencia de masa entre los dos fragmentos de fisión. El grupo de investigación seleccionó intencionalmente elementos con más protones que neutrones en los núcleos atómicos.

Heinz agregó en el comunicado de prensa: "Estamos tratando de averiguar qué efectos de capas causan que el núcleo atómico se divida en una parte ligera y una parte pesada; esto es difícil de predecir y difícil de medir experimentalmente. Medimos la región de núcleos atómicos que están fisurando, una región que hasta ahora no ha sido investigada muy exhaustivamente".

El grupo de investigación se sorprendió al descubrir que los fragmentos más pequeños en las reacciones de fisión son más estables debido a un número específico de protones, es decir, 36. Heinz resumió: "La evidencia encontrada en esta investigación indica que existe un efecto de capas en el número de protones de los fragmentos de fisión ligeros, y esta es precisamente la razón de un fenómeno evolutivo que nunca hemos visto antes".