Exemplos de Nuclídeos
Urânio
Urânio é um elemento químico natural com número atómico 92, o que significa que existem 92 prótons e 92 electrões na estrutura atómica. O símbolo químico para o urânio é U. O urânio é normalmente encontrado a níveis baixos (algumas ppm – partes por milhão) em todas as rochas, solo, água, plantas, e animais (incluindo humanos). O urânio também ocorre na água do mar, e pode ser recuperado da água do oceano. Concentrações significativas de urânio ocorrem em algumas substâncias como a uraninite (o minério de urânio mais comum), depósitos de rocha fosfática, e outros minerais.
O urânio natural consiste principalmente no isótopo 238U (99,28%), portanto a massa atómica do elemento urânio está próxima da massa atómica do isótopo 238U (238,03u). O urânio natural é também constituído por dois outros isótopos: 235U (0,71%) e 234U (0,0054%). A abundância de isótopos na natureza é causada pela diferença na meia-vida. Os três isótopos de urânio natural (238U, 235U e 234U) são todos instáveis. Por outro lado, estes isótopos (excepto 234U) pertencem a nuclídeos primordiais, porque a sua meia-vida é comparável à idade da Terra (~4,5×109 anos para 238U).
Em reactores nucleares temos de considerar três isótopos artificiais, 236U, 233U e 232U. Estes são produzidos por transmutação em reactores nucleares de 235U e 232Th.
Xenon
Xenon é um elemento químico natural com número atómico 54, o que significa que existem 54 prótons e 54 electrões na estrutura atómica. O símbolo químico para o xénon é Xe. Xenon é um gás nobre incolor, denso e inodoro encontrado na atmosfera terrestre em quantidades vestigiais.
Na indústria nuclear, especialmente o xenon artificial 135 tem um impacto tremendo no funcionamento de um reactor nuclear. Para os físicos e operadores de reactores, é importante compreender os mecanismos que produzem e removem o xénon do reactor para prever a forma como o reactor irá reagir após alterações no nível de potência.
Outro isótopo importante é o xénon 133, que tem uma semi-vida de 5,2 dias, e a sua presença num líquido de arrefecimento do reactor indica (juntamente com o xénon 135) uma possível falha no revestimento do combustível. Um novo defeito resultará muitas vezes num aumento gradual apenas na actividade Xe-133, que é medida a partir do líquido de arrefecimento do reactor. À medida que o defeito aumenta, a taxa de libertação dos nuclídeos solúveis e de longa duração, particularmente I-131, I-134, Cs-134, e Cs-137 irá aumentar.
Boro
Boro é um elemento químico natural com número atómico 5, o que significa que existem 5 prótons e 5 electrões na estrutura atómica. O símbolo químico para o boro é B.
Boro natural consiste principalmente em dois isótopos estáveis, 11B (80,1%) e 10B (19,9%). Na indústria nuclear, o boro é normalmente utilizado como um absorvedor de neutrões devido à secção transversal elevada de neutrões do isótopo 10B. A sua secção transversal de reacção (n,alfa) para neutrões térmicos é de cerca de 3840 barns (para 0,025 eV neutrões). O isótopo 11B tem uma secção transversal de absorção para neutrões térmicos de cerca de 0,005 celeiros (para 0,025 eV neutrões). A maioria das reacções (n,alfa) de neutrões térmicos são reacções 10B(n,alfa)7Li acompanhadas por emissão gama 0,48 MeV.
Mais, o isótopo 10B tem uma secção transversal de reacção elevada (n,alfa) ao longo de todo o espectro de energia de neutrões. As secções transversais da maioria dos outros elementos tornam-se muito pequenas a altas energias, como no caso do cádmio. A secção transversal de 10B decresce monotonicamente com a energia. Para os neutrões rápidos, a sua secção transversal está na ordem dos celeiros.