¿Se puede observar la transmutación nuclear en tiempo real?

Creo que está preguntando si hay un ejemplo de un material radiactivo natural o un material irradiado, cuya descomposición es lo suficientemente rápida como para que pueda preparar una muestra con un conjunto de propiedades físicas y químicas, esperar una cantidad finita de tiempo y tener una muestra que está visiblemente cambiada.

Esto requeriría que transforme una cantidad químicamente significativa de material, que en general no se puede observar a simple vista en un laboratorio pequeño.

Por ejemplo, supongamos que tenemos una reacción en la que la energía de decaimiento es de 1 MeV. Si quisiéramos transmutar un mol de este material, la energía total liberada sería

Eso suena bien y todo, pero simplemente no hay reacciones en ese rango de energía y velocidad. La reacción más conocida cuya velocidad se puede diseñar es la fisión de uranio, donde cada fisión libera alrededor de 200 MeV. Por lo general, menos del 5% de la masa de combustible de uranio se fisiona en un ciclo de combustible de varias semanas. Supongo que tiene alguna idea de las precauciones necesarias para manejar el combustible nuclear gastado; es factible, pero no una demostración de laboratorio.

Como otro ejemplo, si cada fisión libera de 2 a 3 neutrones y 200 MeV de energía, la explosión de ~60 terajulios sobre Hiroshima en 1945 involucró aproximadamente medio mol de uranio en fisión y aproximadamente un mol (un gramo) de neutrones libres.

Su otra opción para una transmutación observable sería la descomposición del tritio en helio, que tiene una vida media bastante corta (12 años) y una energía de descomposición bastante baja (alrededor de 0,020 MeV). Por supuesto, tanto el tritio como el helio son gases incoloros cuando están puros a temperatura ambiente, por lo que tendría que usar alguna otra propiedad para observar la descomposición. (Por ejemplo, el helio-3 tiene el doble de presión que el hidrógeno-3 a una densidad de masa dada, ya que el hidrógeno forma H$_2$moléculas y el helio es monoatómico).

Ciertamente, con una cámara de niebla se puede. Aquí hay un buen video del uso de uno: http://www.youtube.com/watch?v=Efgy1bV2aQo

Hay muchas instrucciones en Internet para hacer su propia cámara de niebla y observar la descomposición del americio-241 radiactivo de un detector de humo ionizante, por ejemplo.

Sobre la base del ejemplo de descomposición del tritio de @rob, puede comenzar con agua tritiada, donde el hidrógeno se reemplaza con tritio. A medida que el tritio se descompone, el agua tritiada líquida (por ejemplo, en un recipiente transparente) se convertirá en gases: oxígeno y helio (helio-3, en realidad).

EDITAR (13/05/2018): Consideremos un ejemplo numérico. Si inicialmente disponemos de 22 g de agua tritiada ($T_2 O$), es de aproximadamente 12 ml ya que la densidad del agua tritiada es de 1,85 g/cm^3 ( https://en.wikipedia.org/wiki/Tritiated_water ). Como la vida media del tritio es de 12,32 años ( https://en.wikipedia.org/wiki/Tritium ), en una hora tendremos 22,4 1000. (2. (1. - 0.5^(1./365./24. /12,32)))=0,29 ml de He3 (ya que el volumen de un mol de un gas en condiciones normales es de 22,4 litros/mol, y como si los 6 g de tritio se convirtieran en He3, serían 2 moles de He3) . Esa cantidad de gas sería visible (y no tomé en cuenta la cantidad resultante de O2 gaseoso). Otro enfoque: la descomposición del tritio genera una cantidad significativa de energía (¿ Qué tan caliente estaría el agua con tritio? ), por lo que puede comenzar con agua tritiada sólida y muy pronto tener algo de líquido.

Debo señalar que tanto dmckee como DavePhD son incorrectos cuando implican que observas una transformación nuclear cuando cuentas clics en un contador geiger u observas huellas en una cámara de niebla. Así no es como funciona la mecánica cuántica. No existe una correspondencia uno a uno entre los eventos de decaimiento y los eventos de detección. Aquí hay una muestra, y de vez en cuando se supone que ocurren eventos de descomposición; y hay un detector allí, y de vez en cuando ocurre un evento de detección. No existe una base teórica ni experimental para afirmar que cada evento de detección corresponde a un evento de decaimiento particular.

Estoy bastante seguro de que tengo razón sobre esto.