¿Puede haber una reacción en la que se produzca la fisión o la fusión nuclear junto con la recombinación atómica?

Question

¿Es posible que una reacción nuclear ocurra simultáneamente con una reacción química de formación de enlaces?

¿Puede alguien sugerir un ejemplo de esto, por favor?

Answer 1

Se ha hecho, no con bono formación sino más bien con el bono rompiendo y se llama la reacción de Szilard-Chalmers (crédito a Loong por señalar el nombre).

Cuando una mezcla bifásica de yoduro de etilo (con $\ce{^{127}I}$ ) y el agua se irradia con neutrones, toda la radiactividad de $\ce{^{128}I}$ se encuentra como yoduro en la fase acuosa; no hay ninguno en la fase orgánica. Esto se debe a que $\ce{^{128}I}$ se forma inicialmente en un estado excitado que emite un fotón γ, y el retroceso de éste es más que suficiente para romper el enlace C-I.

La energía de un fotón γ es > 10 keV; en comparación, la fuerza de un enlace químico típico es de ~ 1 a 10 eV. La fuerza del enlace C-I es de aproximadamente 2,5 eV.

Answer 2

No se me ocurre ningún ejemplo de una reacción nuclear que lleve a una reacción química con formación de enlaces. Pero me has despertado la curiosidad y he empezado a preguntarme si sería posible el proceso inverso, es decir, que la formación de un enlace químico condujera a una reacción nuclear. No pude pensar en ninguna reacción tradicional de formación de enlaces que entrara en esta categoría. Lo más cerca que he podido llegar es la siguiente reacción.
$$\ce{^{2}_{1}H + ^{3}_{1}H -> ^{5}_{2}He -> ^{4}_{2}He + ^{1}_{0}n + Energy}$$ Una vez formado, el $\ce{^5He}$ se consume por un proceso de desintegración nuclear - ahí está la mitad de lo que buscábamos. Cuando producimos $\ce{^5He}$ de los átomos de deuterio y tritio, los dos electrones que antes orbitaban esos átomos separados ahora orbitan un átomo común - no es un enlace químico tradicional, pero esos dos electrones ahora ocupan el mismo $\ce{1s}$ orbital y obedeciendo el principio de exclusión de Pauli al igual que lo hacen los electrones en los orbitales moleculares; y sus trayectorias, antes independientes, en el espacio se han alterado drásticamente hasta el punto de orbitar un núcleo común.

Answer 3

Para empezar, la fusión puede eliminarse debido a la intensa presión y la alta temperatura necesarias. Los productos químicos no existirían ya que los electrones se han liberado del núcleo.

Cuando un átomo sufre una fisión, la liberación de energía probablemente obligue a los demás átomos cercanos a alejarse. La pechblenda está compuesta principalmente por $\ce{UO2}$ y algunos $\ce{U3O8}$ . $\ce{^238U}$ finalmente decae a $\ce{^226Ra}$ . El óxido formado sería $\ce{RaO}$ . Sin embargo, no sé qué ocurre con los electrones e iones de oxígeno liberados.