¿Qué pasaría si un meteorito hecho completamente de francio del tamaño de un Hummer se estrellara en el océano?

Si un Hummer pesa 2 toneladas métricas, y como dice el usuario de Quora, la energía química liberada en la reacción del francio con agua es la misma que la liberada por una masa equivalente de RDX, entonces eso equivale a aproximadamente 3 toneladas de TNT.

Eso se convierte en:

[matemática] 1.2552 \ veces 10 ^ {10} [/ matemática] Julios.

Pero también se podría esperar que un meteorito tenga una velocidad característica de otros cuerpos en el sistema solar; digamos que la velocidad relativa es de 60 km / s en el peor de los casos.

Calculando la energía cinética para un meteorito de 2 toneladas, encuentro:

[matemática] \ frac {1} {2} mv ^ 2 \ sim 7.2 \ veces 10 ^ {12} [/ matemática] Julios.

Entonces, la energía cinética liberada podría ser hasta 100 veces mayor que la energía química liberada. Es decir, podría ocurrir una explosión equivalente a algo así como 300 toneladas de TNT.

No está claro que tal meteorito pueda llegar hasta el océano, sin explotar primero en la atmósfera debido al estrés térmico, posiblemente muy por encima del océano. En ese caso, la energía cinética se convertiría en energía térmica y energía de onda de choque en la atmósfera.

Si el meteorito llegara intacto al océano, no se produciría una reacción nuclear en el agua (no se producirá fusión de hidrógeno), esto no sucederá incluso si se establece una bomba H en el océano. El calor se disipa demasiado rápido para encender la fusión autosostenida en los océanos.

Habrá todas las desintegraciones radiactivas del francio y su cadena de desintegración; estimar la energía total liberada allí requiere un poco más de esfuerzo del que tengo ahora.

Sin duda, obtendrías un desastre radiactivo, como se podría esperar que produzca una bomba sucia, y es una explosión bastante grande, aunque mucho más pequeña que las armas nucleares típicas (aunque algunas con rendimientos inferiores al kiloton fueron diseñadas y construidas). Si estabas demasiado cerca en el momento del impacto, obviamente estarías en problemas.

Pero sospecho firmemente que no sería suficiente radiactividad para amenazar la vida en la tierra. Esa declaración requiere cierta justificación ya que un par de toneladas de material radiactivo es una gran liberación, posiblemente equivalente a un grave accidente en un reactor nuclear. Lo investigaré más adelante. La vida media del francio es muy corta, por lo que lo peor de la radiactividad puede disiparse con bastante rapidez. Sin embargo, debe examinar la cadena de descomposición para obtener una imagen real de cómo podrían ser los resultados.

Los océanos son muy grandes y también lo es el ambiente. Hay un viejo dicho: la solución a la contaminación es la dilución.

Entonces, el camino principal de la cadena de descomposición de Francium-223, con una vida media de 22 minutos, es el siguiente:

[matemáticas] ^ {223} Fr \ rightarrow ^ {223} Ra \ rightarrow ^ {219} Ra \ rightarrow ^ {223} Fr \ rightarrow ^ {215} Po \ rightarrow ^ {211} Pb \ rightarrow ^ {211} Bi \ rightarrow ^ {207} Tl \ rightarrow ^ {207} Pb [/ math]

Ese es el punto de partida. Hay [math] \ alpha [/ math], [math] \ beta [/ math] y [math] \ beta, \ gamma [/ math] decae allí. Ahora necesitamos las vidas y las energías para tener una idea de cuán grave será este desastre y cuánto durará.

Resulta que el isótopo más duradero es [matemática] ^ {223} Ra [/ matemática] que [matemática] \ alfa [/ matemática] se descompone con una vida media de 11.43 días. Todo lo demás dura desde milisegundos hasta, como máximo, decenas de minutos. Entonces, en un mes, la radioactividad disminuirá en un factor de 8 … si comenzamos con Francium-223.

El francio es el más reactivo de los metales alcalinos, pero también la cantidad más rara que se haya recolectado fue unos cientos de miles de átomos. Es altamente radiactivo con una vida media de 5-20 minutos (dependiendo del isótopo)
El video clip es falso, es solo una explosión nuclear ordinaria.
Aparte de eso, su escenario daría como resultado una explosión muy grande, pero solo sería una explosión química y ni de lejos cerca del poder de una explosión nuclear.
aproximadamente el tamaño de una pila de RDX o gelignita del tamaño de un hummer equivalente.

En primer lugar, es importante tener en cuenta dos cosas: el francio tiene una vida media máxima de 14,2 minutos, por lo que es muy difícil hacer que un meteorito salga de la Tierra. En segundo lugar, el francio es un poco menos electropositivo que el cesio, que es el elemento menos electropositivo de todos, así que hagamos el cálculo con ese elemento, como límite superior en las energías de reacción química de los alcalas.

Hay dos fuentes de energía en este escenario: químico y cinético. La energía cinética es la misma para todos los objetos de esta masa, así que centrémonos en la energía química.

La reacción general en este escenario es:

Cs + 1/2 H2O + 1/4 O2 -> CsOH

La entalpía estándar de formación de H2O es -241.818 kJ / mol, mientras que para CsOH es -416.2 kJ / mol. Por lo tanto, la Enthapy (liberación de energía) general de esta reacción es -295.3 kJ / mol. Un Hummer pesa 6400 libras, por lo que la liberación total de energía será de 6.67 GJ, o aproximadamente 1.5 toneladas de TNT. Entonces, el cesio es aproximadamente la mitad de un explosivo efectivo que TNT, en energía por masa.

Ahora veamos la energía cinética. KE = 1/2 mv ^ 2. Un límite inferior en v, la velocidad, es la velocidad de escape de la Tierra, 11 km / s. Conectar los valores da 175 GJ. Esto es aproximadamente 26 veces más energía que la energía química. Alrededor de 40 toneladas de TNT.

Entonces, en conclusión: el hecho de que sea un meteorito constituye el 95% de la energía. El hecho de que esté hecho de cesio (o francio) representa el 5%. El que describiste causa tanto daño como una bomba convencional grande. Para tener suficiente energía para afectar significativamente la vida en la tierra, necesitaría ser tan grande como el último meteorito que afectó significativamente la vida en la tierra, el Impactor Chicxulub, que tenía 10 km de diámetro (mucho más grande que un Hummer), y causó la extinción de los dinosaurios, así como muchas otras especies.

A pesar de que puede ser altamente reactivo, Francium tiene una vida media de 22 minutos. Este es el tiempo que tardaría el isótopo inestable en estabilizarse, por lo que, como se mencionó anteriormente, debido a esta corta vida media, un meteorito compuesto por Francio no duraría mucho tiempo. Debe tener en cuenta el tiempo que le toma al objeto llegar al océano, recuerde existe una cantidad minúscula de Francio en un momento determinado, la razón principal es su vida media. . Pero si estamos hablando desde un punto de vista hipotético, el contenido de las respuestas de este último es perfecto.