Conviértete en un alquimista nuclear Beta Módulo nuevo, en pruebas: si ves algo raro, cuéntanoslo.
Alquimia nuclear
¿Es posible convertir oxígeno en flúor? ¿Un metal en oro? Construye un núcleo, acelera partículas y descubre qué elementos puedes crear.
Misiones del alquimista
¿Qué bombardeas?
¿Con qué lo bombardeas?
¿Cómo lo aceleras?
¿Qué sale?
Irradiación: cuánto se fabrica
Lupa nuclear: un suceso, paso a paso
La sección eficaz: qué tan grande es la diana
En la carta de núclidos
Todos los canales posibles de este blanco
Tu colección de transmutaciones
La alquimia de verdad: de Rutherford al CERN
Seguridad: lo que este laboratorio no enseña a hacer
- Un ciclotrón de verdad es una instalación radiactiva con licencia: el haz y el blanco emiten neutrones y gammas mientras funciona, y el propio acelerador se activa. Se opera desde fuera de un búnker de hormigón de más de un metro.
- Las cifras de esta página son de divulgación: no sirven para diseñar un blanco, calcular un blindaje, preparar un radiofármaco ni dosificar a un paciente.
- El radionúclido que sale del blanco todavía no es un medicamento: hay que separarlo químicamente, marcar la molécula, controlar su calidad y su esterilidad, con personal y normas de farmacia.
- Tensiones de decenas de kilovoltios, campos magnéticos de más de un tesla y radiofrecuencia de decenas de kilovatios: además de la radiación, hay riesgos eléctricos y magnéticos.
Cómo se calcula (y qué no)
- Masas atómicas de AME (OIEA) y constantes CODATA 2022. Q = (masas iniciales − masas finales)·c²; el umbral, con la cinemática relativista exacta.
- Las secciones eficaces son las recomendadas por el OIEA para la producción de radioisótopos médicos y los monitores de haz: 42 reacciones. Sus puntos son una reducción del ajuste del OIEA (ninguno quitado se aparta más del 2 %); entre ellos se interpola en línea recta y fuera de ellos no se extrapola nada.
- El frenado del haz en el blanco sale de las tablas PSTAR y ASTAR del NIST; los elementos que no tienen tabla se interpolan entre sus vecinos y los compuestos se suman átomo a átomo (regla de Bragg). Se cuenta por átomo, porque frenan los electrones: un isótopo enriquecido tiene los mismos electrones en más o menos masa. Contrastado en 413 energías de las 41 reacciones con rendimiento del OIEA: razón media 1,006, dispersión del 2 %, todas dentro de ±7 %.
- Las reacciones que no están evaluadas aquí solo muestran el balance de carga y de nucleones, el valor Q y el umbral: «sin datos suficientes aquí para predecir la producción». La C quiere decir que la curva no está en la base de este laboratorio, no que nadie la haya medido. No se inventan probabilidades.
- El ciclotrón es el clásico de dos «des» en el primer armónico, sin focalización vertical ni tiempo de tránsito por el hueco. El dibujo exagera la tensión para que la espiral tenga pocas vueltas, y lo dice; las cifras se calculan con la tensión real. Las máquinas modernas tienen el campo isócrono; la de Lawrence de 1932, uniforme.
- La producción supone un haz constante con la energía de la máquina sobre el blanco (sin la ventana metálica de delante ni la dispersión de energías), un blanco que no se calienta ni se gasta (salvo en el reactor, donde sí se descuenta) y todo el producto recuperado. En un hospital real se recupera menos. La pureza se da tras separar químicamente el elemento del producto, contando los demás isótopos del blanco que tengan reacciones evaluadas.
- Las cadenas de desintegración se resuelven con la ecuación de Bateman con fuentes, exacta, sin pasos de tiempo.
- Los neutrones del reactor son térmicos (σ a 2200 m/s del Atlas de Mughabghab) con el flujo «convencional» de la medida de los monitores, uniforme. No se cuentan el factor de Westcott (el ¹⁷⁶Lu captura unas 1,75 veces más), los neutrones epitérmicos (el ⁹⁸Mo, de 2 a 4,5 veces más; el ¹⁹⁷Au, de 1,3 a 2) ni los rápidos, ni el autoblindaje: una muestra compacta de un elemento que absorbe mucho recibe dentro muchos menos neutrones (1 g de mercurio, unas 3 a 5 veces menos). Solo se sigue el isótopo elegido: los demás de una muestra natural también se activan (el platino natural da además ¹⁹⁹Au; el lutecio, ¹⁷⁷ᵐLu). El blanco que se gasta va como un eslabón más de la cadena, de forma exacta: importa en las irradiaciones largas de un reactor de producción, que pueden gastar más de la mitad.
- El blanco se elige sobre el papel: el laboratorio no lo fabrica. Muchos blancos reales se compran enriquecidos (el agua de ¹⁸O, el ⁶⁸Zn, el ¹⁰⁰Mo) y se preparan como agua, gas, lámina u óxido; otros se usan naturales (el galio del ⁶⁸Ge, el rubidio del ⁸²Sr, el itrio o el bismuto). Con la pureza «natural» o «habitual», los demás isótopos del elemento están en el blanco y sus reacciones evaluadas también cuentan.