Usar un campo eléctrico para desgarrar un núcleo

¿Podemos usar un campo eléctrico para desgarrar un núcleo? . Tomemos 3He, que es un isótopo muy estable pero, lamentablemente, no se encuentra comúnmente. Y supongamos que hemos colocado un 3He dentro de una caja esférica cargada negativamente.

La caja atraerá los protones y, como es esférica, esto significa que cualquiera que sea la orientación del núcleo, los protones se acelerarán en direcciones opuestas.

Necesitaremos un campo eléctrico muy fuerte para superar el intercambio de iones entre los protones y el neutrón y los protones.

¿Podemos construir algo así y, si no, cuán fuerte teóricamente debe ser el campo eléctrico para lograr algo como esto?

¿Ha hecho un cálculo completo de las fuerzas relativas de la fuerza eléctrica y la fuerza fuerte dentro de un núcleo? Eso produce una estimación del campo necesario. Entonces necesitas construir un aparato que no rompa sus átomos...
Jon Está bien, pero los protones deben acelerarse en direcciones diferentes y dado que su distancia es bastante pequeña, algunos fm, entonces la fuerza sería aproximadamente la misma si el campo eléctrico no fuera lo suficientemente fuerte.
Emilio Pissanty Estoy hablando de construcción y deconstrucción de núcleos no de átomos por eso dije que es un ion.
@ArtOfElectronics ... por eso dije "Relacionado" en lugar de "duplicado".
No está relacionado de ninguna manera. Los átomos y los núcleos tienen diferente física.
Están absolutamente relacionados, el punto de vincular respuestas "relacionadas" es para que pueda ver si ya existe una respuesta parcial (o al menos información útil) en la cita.
Si la caja y su carga son esféricamente simétricas, la fuerza neta ejercida sobre cualquier carga en cualquier punto dentro de la capa esférica es cero. Como tal, no se puede usar para separar nada.
¿Estás hablando de un campo eléctrico estático (CC) o de un campo oscilante (CA)? Lo primero es prácticamente imposible, pero lo segundo ocurre con los rayos gamma todo el tiempo.
@KFGauss: no estoy seguro de que esa sea exactamente la mejor manera en que uno debe interpretar la fotofisión, pero si funciona para usted ...
Dado que esos protones están estrechamente unidos en el núcleo, a pesar de sus cargas similares, el objetivo es obtener una estimación de la fuerza necesaria para separarlos.
@Jon Custer, si está molesto, sepa que me refiero a (equivalentemente) preguntar si OP está interesado en un proceso electrostático o impulsado por fotones.

Respuestas (3)

Parece bastante imposible inducir la fisión con un campo electrostático, pero los rayos gamma en realidad pueden inducir la fisión en elementos fisionables. La reacción conocida como fotofisión. Consulte, por ejemplo, https://en.m.wikipedia.org/wiki/Photofission .

Debido al teorema de la capa de Newton, el campo eléctrico en cualquier capa uniformemente cargada es cero. Sin tener en cuenta eso, digamos que hay algún campo externo donde está el núcleo. Tal campo probablemente sería uniforme en una escala tan pequeña. Dado que el campo externo está siendo aplicado por una fuerza externa, el campo externo no tiene divergencia donde está la carga. Eso significa que si tuvieras una superficie cerrada allí, como una esfera, no habría flujo eléctrico neto atravesándola. Como tal, el campo eléctrico no podrá desgarrar el núcleo, lo mejor que puede hacer es distorsionarlo.

Podría decir "distorsionar" en lugar de "comprimir" en la última oración. El núcleo no puede ser empujado uniformemente hacia adentro por un campo externo por la misma razón por la que no puede ser empujado uniformemente hacia afuera.
Buen punto. He corregido eso.

Los conceptos tienen que ser claros. Los núcleos pertenecen al régimen de la mecánica cuántica, como usted mismo reconoce con:

para superar el intercambio de iones entre los protones y el neutrón y los protones.

En el régimen cuántico no tiene sentido "desgarrar" si no se expresa como intercambios de partículas, análogo al modelo aproximado de intercambio de piones para la unión del núcleo. Las energías necesarias para esto tienen que ser mayores que las energías de enlace , es decir, del orden de MeV. Por lo tanto, la partícula intercambiada para "rasgar" el núcleo debe tener una energía del orden de MeV.

Como estás hablando de campos eléctricos, la partícula QM que intercambia fuerzas electromagnéticas es el fotón. Si miras la tabla verás que esto está en el rango de los rayos gamma.

La interacción de un campo eléctrico con la materia sólida, es a través del intercambio de fotones, en este caso rayos gamma. Este no es un rango de energía que se pueda alcanzar para generar campos eléctricos utilizando materia en estado sólido. Entonces, como dice la respuesta de my2cts, los rayos gamma pueden dividir un núcleo.

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