CAPÍTULO XII. TASA DE EMISIÓN DE ENERGÍA.

250. Efectos térmicos del uranio, el torio y el actinio.

Dado que la emisión de calor del radio es una consecuencia directa del bombardeo por las partículas $\alpha$ expelidas de su masa, es de esperar que todos los elementos radiactivos que emiten rayos $\alpha$ emitan también calor a un ritmo proporcional a su actividad de rayos $\alpha$.

Dado que la actividad del radio puro es probablemente unas dos millones de veces mayor que la del uranio o el torio, la emisión de calor de 1 gramo de torio o uranio debería ser de aproximadamente 5 × 10^-5 calorías gramo por hora, o alrededor de 0·44 calorías gramo por año.

Esta es una tasa de generación de calor muy pequeña, pero debería ser detectable si se emplea una gran cantidad de uranio o torio. Los experimentos para determinar el efecto térmico del torio han sido realizados por Pegram⁸.

Tres kilogramos de óxido de torio, encerrados en un recipiente Dewar, se mantuvieron en un baño de hielo, y la diferencia de temperatura entre el torio y el baño de hielo se determinó mediante un conjunto de termopares de hierro-constantán. La diferencia máxima de temperatura observada fue de 0·04° C, y, a partir de la velocidad de cambio de temperatura, se calculó que un gramo de óxido de torio liberaba 8 × 10^-5 calorías gramo por hora.

Una determinación más precisa de la emisión de calor está en curso, pero los resultados obtenidos son del orden de magnitud esperable.

251. Energía emitida por un producto radiactivo.

Una consecuencia importante se deriva del hecho de que la emisión de calor es una medida de la energía de las partículas $\alpha$ expulsadas. Si cada átomo de cada producto emite partículas $\alpha$, la emisión total de energía de 1 gramo del producto puede determinarse inmediatamente.

Las partículas $\alpha$ de los diferentes productos son proyectadas con aproximadamente la misma velocidad y, en consecuencia, se llevan cerca de la misma cantidad de energía. Ahora bien, se ha demostrado que la energía de cada partícula $\alpha$ expulsada del radio es de aproximadamente $5,9\times {10}^{-6}$ ergios.

Probablemente la mayoría de los productos tienen un peso atómico cercano a 200. Dado que hay $3,6\times {10}^{19}$ moléculas en un centímetro cúbico de hidrógeno, se puede calcular fácilmente que hay alrededor de $3,6\times {10}^{21}$ átomos en un gramo del producto.

Si cada átomo del producto expulsa una partícula $\alpha$, la energía total emitida por 1 gramo de la materia es de aproximadamente $2\times {10}^{16}$ ergios u $8\times {10}^8$ calorías gramo. La emisión total de energía de un producto que emite únicamente rayos $\beta$ es probablemente de alrededor de una centésima parte de la cantidad anterior.

En este caso solo hemos considerado la energía emitida por un solo producto, independientemente de los productos sucesivos que puedan surgir de él. El radio, por ejemplo, puede considerarse como un producto radiactivo que se desintegra lentamente y da lugar a cuatro productos posteriores de rayos α. La emisión total de calor de un gramo de radio y sus productos es, por tanto, unas cinco veces la cantidad anterior, es decir, 4 × 10⁹ calorías gramo.