-Alcune semplici considerazioni sulla radioattività-

Radioattività

E'la proprietà che presentano certi tipi di materia ad emettere energia e particelle subatomiche spontaneamente. Le sostanze radioattive emettono energia sottoforma di radiazioni ionizzanti. Tale energia può produrre ulteriore ionizzazione, nella materia che attraversa (ad es.l'aria), oppure sviluppare calore; per questo un corpo di materiale radioattivo tende a mantenere una temperatura maggiore rispetto all'ambiente in cui si trova. Questa energia non è inesauribile e la sua durata può varire da pochi secondi a migliaia di anni a secondo dell'elemento. La radioattività è stata per la prima volta osservata nel 1896 dal fisico francese Henri Becquerel e grazie a questa scoperta si capì che l'atomo non era indivisibile.

Isotopi

Atomo che pur avendo stesso numero atomico e comportamento chimico del suo elemento base si differenzia per massa atomica e proprietà fisiche. Quelli instabili o radioattivi dissipano la loro energia emettendo radiazioni (alpha, beta, gamma).L'uranio ha bisogno di molto tempo per stabilizzarsi.

Fissione

Processo mediante il quale alcuni atomi instabili di elementi pesanti si dividono in frammenti, di masse simili. Il processo può essere spontaneo o ottenuto mediante bombardamento con neutroni (bomba atomica uranio).

Fusione

2 nuclei leggeri si uniscono a crearne uno più pesante.

Raggi alfa

Sono raggi costituiti da particelle con carica positiva.

Raggi beta

Sono raggi di elettroni (cariche negative) simili a un raggio catodico. Più penetranti dei raggi alfa.

Raggi gamma

Sono una forma di onda elettromagnetica, come la luce o i raggi X, non si possono deflettere tramite campi magnetici. Sono i più penetranti perchè hanno una minor lunghezza d'onda. Sono usati generalmente nelle macchine per ispezionare attraverso la materia.(atomi che passano a uno stato di minor energia e la rilasciano sottoforma di luce)

Bomba atomica

Neutrone che colpisce l'uranio 235 (1Kg=17000t di TNT) o plutonio 239, lo rompe in 2 nuclei simili, liberando un gran ammontare di energia termica (raggi gamma), 2 o più neutroni rimangono liberi e vanno a colpire altri atomi innescando una reazione a catena. Funziona per fissione

Reattore nucleare

Funziona per fissione controllata dell'uranio-235, i neutroni bombardano i suoi nuclei, i quali rompendosi liberano generalmente altri 2 o 3 neutroni sostenendo la reazione a catena. L'uranio-235 utilizzato viene arricchito rispetto alla concentrazione con la quale si trova in natura altrimenti, i neutroni rischierebbero di uscire dal reattore senza colpire alcun nucleo oppure rischierebbero di essere assorbiti dal nucleo del più corposo U-238, facendo decadere la reazione. Per controllare l'ammontare di energia prodotta dalla fissione vengono utilizzate delle barre costituite da elementi quali: cadmio o boro; queste hanno lo scopo di assorbire una certa quantità di neutroni liberi ed evitare così l'eccessivo riscaldamento e conseguente fusione del nocciolo. Inoltre il nocciolo viene raffreddato dalla circolazione di liquido (buon conduttore termico) tipo:acqua, acqua pesante, metalli liquidi. Per prevenire la fuoriuscita, dal reattore di raggi gamma, che sarebbero estremamente dannosi per chi vi sta vicino, esso viene racchiuso in opposite schermature.Le centrali nucleari per la produzione di energia elettrica sfruttano il calore sviluppato dalla fissione per scaldare l'acqua e produrre il vapore ad alta pressione necessario alle turbine degli alternatori. In alcuni sommergibili l'energia che si sviluppa dalla fissione è utilizzata per la loro propulsione.

Sotto è riportato uno schema semplificato di una centrale nucleare per la prduzione di energia elettrica.

Contatore Geiger

Il cotatore Geiger basa il suo funzionamento su di un elemento sensibile alle radiazioni, detto appunto tubo di Geiger-Mueller. Si tratta di un tubo a vuoto che lascia passare una scarica elettrica tra due elettrodi ogni volta che una particella o una radiazione ionizzante rende conduttive (ionizza) le molecole di gas ancora contenute nell'ampolla. Ovviamente il conteggio di queste scariche, la cui frequenza è proporzionale alle radiazioni che attraversano il tubo, viene affidata da un circuito elettronico. In base al tipo di raggi che si vuole rilevare si hanno i seguenti tubi Geiger:

ZP 1200: raggi gamma
ZP 1310: raggi beta-gamma
ZP 1400: raggi beta-gamma
ZP 1401: raggi alfa-beta-gamma

La figura sottostante, oltre a riportare il disegno meccanico di un tubo Geiger, ne spiega graficamente il comportamento elettrico.

La figura sottostante riporta uno schema a blocchi semplificato di un contatore Geiger.

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