¿Qué tipos de reacciones nucleares existen?

Más allá de la fisión y la fusión: Un vistazo a la diversidad de las reacciones nucleares

Las reacciones nucleares, procesos que alteran la estructura del núcleo atómico, son mucho más diversas que la simple dicotomía entre fisión y fusión, aunque estas dos sean las más conocidas. Si bien es cierto que la fusión, el motor de nuestra estrella, libera ingentes cantidades de energía al unir núcleos ligeros (como el hidrógeno) para formar uno más pesado (como el helio) bajo condiciones extremas de temperatura y presión, y que la fisión, utilizada en las centrales nucleares, libera energía al dividir núcleos pesados (como el uranio) en núcleos más ligeros, el panorama nuclear es considerablemente más amplio.

Más allá de estas dos gigantes, existe una rica variedad de reacciones nucleares, cada una con sus propias características y aplicaciones. Podemos clasificarlas, además de por fisión y fusión, teniendo en cuenta otros criterios, como el tipo de partículas involucradas o el mecanismo de la reacción:

• Captura neutrónica: Un núcleo absorbe un neutrón, aumentando su número másico en una unidad. Este proceso puede dar lugar a un isótopo más pesado del mismo elemento, a menudo inestable y susceptible de decaer radiactivamente. Es crucial en la síntesis de nuevos elementos y en la operación de reactores nucleares.

• Decaimiento radiactivo: Un núcleo inestable se transforma espontáneamente en un núcleo más estable, emitiendo partículas como alfa (núcleos de helio), beta (electrones o positrones) o gamma (fotones de alta energía). Este proceso es fundamental en la datación radiométrica y en aplicaciones médicas. Existen diferentes tipos de decaimiento radiactivo, como el decaimiento alfa, beta menos, beta más, captura electrónica y la fisión espontánea, entre otros.

• Reacciones nucleares inducidas por partículas cargadas: Núcleos son bombardeados con partículas cargadas, como protones, deuterones o partículas alfa, produciendo nuevos núcleos y partículas. Estas reacciones son utilizadas en la investigación en física nuclear, la producción de radioisótopos para medicina y la terapia hadrónica contra el cáncer.

• Espalación nuclear: Un núcleo pesado es impactado por una partícula de alta energía, fragmentándose en una cascada de partículas más ligeras, incluyendo neutrones, protones y otros núcleos. Este proceso se estudia en la investigación de la física de altas energías y tiene aplicaciones en la producción de haces de neutrones.

• Fotodesintegración: Un núcleo absorbe un fotón de alta energía (rayo gamma), liberando nucleones (protones o neutrones). Este proceso es importante en la astrofísica nuclear y en el estudio de la estructura nuclear.

En definitiva, aunque la fisión y la fusión acaparan gran parte de la atención pública, es importante recordar la complejidad y diversidad del panorama nuclear. Las diferentes reacciones nucleares, desde la captura neutrónica hasta la fotodesintegración, juegan un papel crucial en campos tan diversos como la medicina, la energía, la investigación fundamental y la exploración del universo.