Un neutrón no es una causa de fuerzas nucleares fuertes. Piénselo más así: el intercambio virtual de piones entre neutrones y protones es responsable de la fuerte fuerza nuclear.
En cuanto a por qué el tritio es inestable y decae a He-3, esta es una cuestión de detalles finos. Hay dos factores que operan aquí.
Primero, el neutrón es más pesado que el protón en 1.293 MeV.
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En segundo lugar, la energía de unión de un núcleo de tritio es 8.482 MeV, un poco mayor que la de un núcleo de Helio-3, que es 7.718 MeV.
Esta diferencia se debe principalmente a la repulsión adicional de Coulomb entre los dos protones en tritio.
La fuerte fuerza nuclear de dos cuerpos puede considerarse como aproximadamente simétrica entre neutrones y neutrones, neutrones y protones, y protones y protones. Hay pequeños efectos de violación de simetría de carga, o efectos de violación de isospin, en el lenguaje más comúnmente utilizado.
Pero en este caso está claro que a pesar de que el núcleo de tritio está un poco más unido, el exceso de masa del neutrón sobre el protón es suficiente para que el tritio sea inestable a la descomposición [matemática] \ beta [/ matemática].
Se libera suficiente energía, incluso después de tener en cuenta la masa de electrones de .511 MeV, que el núcleo de tritio puede descomponerse.
La desintegración va directamente al estado fundamental de He-3 y tiene muy poca energía: el punto final de los electrones es de solo 18 keV y la energía electrónica promedio es de aproximadamente 6 keV, pero apenas se permite la desintegración. Es una vida media de 11 años y una beta de baja energía, sin rayos gamma asociados.
Por lo tanto, es principalmente la diferencia de masa de neutrones y protones lo que importa aquí.
Si el neutrón fuera más ligero, tendríamos un mundo completamente diferente. El tritio sería estable.
