LA RADIOATTIVITA’
PREFAZIONE
Non mi stancherò mai di dirlo, e
troverete la stessa prefazione in ogni pagina internet da me pubblicata. Questo
argomento non è semplice ma complicatissimo da spiegare. Il mio intento è
quello di usare un linguaggio molto semplice in modo da far capire a tutti
coloro che sono inesperti in materia, cos’è la radioattività, perché essa
esiste e come mai è così pericolosa. Continuerò anche a scusarmi con gli
esperti, per la superficialità con cui affronto alcuni argomenti.
L’ATOMO
Iniziamo pian piano a muoverci nel mondo
della Fisica.
Spero tutti voi conosciate l’atomo, e
perlomeno anche della sua composizione. Comunque vi posso rinfrescare io la
memoria ………
Ll’atomo è la più piccola parte di un elemento che
mantiene le caratteristiche dell’elemento stesso. L’atomo è composto da un
nucleo e di particelle molto più leggiere e più piccole, gli elettroni, di
carica elettrica negativa che gli ruotano intorno in orbite energicamente ben
definite.
Il nucleo, a sua volta è costituito da protoni aventi
carica elettrica positiva e neutroni, privi di carica elettrica. Sia i protoni
che i neutroni hanno una massa oltre 1835 volte maggiore di quella
dell’elettrone.
Il numero dei protoni determina l’elemento chimico.
Nell’esempio che vedete riportato sopra, l’atomo ha 3
protoni 3 neutroni e 3 elettroni. Poiché indipendentemente dal numero delle
altre particelle esso possiede 3 protoni, si tratta quindi dell’elemento
chimico avente numero atomico 3 ovvero di Litio.
Ogni atomo possiede lo stesso numero di
protoni e di elettroni e quindi risulta elettricamente neutro, poiché le
cariche (+) e (–) si annullano. Gli atomi di uno stesso elemento pur avendo lo
stesso numero di protoni possono avere un numero diverso di neutroni dando
origine a diversi isotopi. Gli isotopi sono identificati dal numero totale di
particelle. Ad esempio in natura esiste l’Uranio 238 e l’uranio 235. Entrambi
hanno sempre 92 protoni, ma il primo ha 146 neutroni mentre il secondo 143.
Voglio sottolineare che i neutroni sono
il collante che tiene unito il nucleo dell’atomo, poiché i vari protoni,
essendo tutti dello stesso segno (+),
tendono ad respingersi l’uno con l’altro.
Quando questo collante non è sufficiente
a tenere unito il nucleo l’atomo per forza di cosa diventa energeticamente
instabile. Il ritorno alla stabilità avviene con emissione di radiazione
corpuscolare alfa o beta, spesso accompagnata da radiazione elettromagnetica
(raggi gamma). I nuclei instabili di dicono radioattivi e il processo di
emissione di radiazione viene detto decadimento.
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Radiazione α |
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In particolari condizioni un nucleo
pesante, ad esempio di Uranio Plutonio o Radio, può emettere delle particelle
costituite da un raggruppamento di due protoni e due neutroni, che prende il
nome di particella α (alfa). Tale raggruppamento è del tutto simile
ad un nucleo di Elio (He). Essendo costituita di due protoni e due
neutroni essa possiede una doppia carica positiva. Ad esempio il nucleo del 94 Pu 240 si
disintegra emettendo una particella α Da notare che dopo la perdita di 2
protoni e 2 neutroni, il 94 Pu 240 cambia numero atomico e
numero di massa, trasformandosi quindi in un altro elemento, cioè in 92 U 236 92 U 236= 94 Pu 240 + α Tale trasformazione nucleare si chiama
decadimento radioattivo di tipo α. |
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Radiazione β |
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In certe condizioni può avvenire nel
nucleo di un atomo un complesso fenomeno di decadimento di un neutrone che si
trasforma, generando di conseguenza le seguenti particelle: • una
particella del tutto simile ad un elettrone • un
neutrino • un protone La particella simile ad un elettrone che
esce ad alta velocità dal nucleo, prende il nome di particella β e
costituisce la radiazione beta . Essendo in pratica un elettrone, essa ha
carica elettrica negativa, e massa circa ottomila volte più piccole della Particella α.
Ad esempio il nucleo del 91 Pa 230 subisce
il decadimento di un neutrone, generando un protone (che resta nel nucleo),
un neutrino (che fuoriesce) e un elettrone (che fuoriesce come particella
β). Il nucleo, avendo un protone in più, aumenta di una unità il numero
atomico, trasformandosi nel nucleo di un altro elemento: il Bismuto, che si
rappresenta con la seguente notazione 90 Th 230 in
quanto il numero di massa rimane lo stesso 90 Th 230 = 91 Pa 230 +
β Tale trasformazione nucleare si chiama
decadimento radioattivo di tipo β. |
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Radiazione γ |
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In certe condizioni un nucleo in
particolare stato di eccitazione può liberarsi dell’energia in eccesso con
l’emissione di onde elettromagnetiche del tutto simili a quelle luminose o ai
raggi X, ma con energia e potere di penetrazione maggiori. Tale emissione prende il nome di
radiazione γ. Essa non possiede né massa né carica
elettrica, e la sua emissione non altera il nucleo dell’atomo. Ad esempio il nucleo del 35 Br 80 emette
radiazione gamma, senza alterarsi come elemento, in quanto dopo l’emissione
rimane tal quale 35 Br 80 35 Br 80 +
γ = 35
Br 80 |
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