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LA RADIOATTIVITA'

La radioattività è la proprietà di alcuni nuclei atomici di subire trasformazioni spontanee mediante l’emissione di particelle subatomiche o di onde elettromagnetiche estremamente penetranti. La scoperta della radioattività avvenne alla fine dell’800 ad opera di Henry Bequerel e dei coniugi Pierre e Marie Curie, che ricevettero il Premio Nobel per la Fisica per le loro ricerche. Essi scoprirono che alcuni minerali, contenenti uranio e radio,avevano la proprietà di impressionare delle lastre fotografiche poste nelle loro vicinanze. Le lastre fotografiche, una volta sviluppate, presentavano delle macchie scure. Per essere elementi radioattivi, è necessario che queste sostanze abbiano i nuclei degli atomi instabili.

1.IL NUCLEO DELL’ATOMOATOMO

Al centro dell’atomo è presente il nucleo che è formato da due tipi di particelle:i protoni, a carica elettrica positiva, e i neutroni, privi di carica, che conferiscono massa all’atomo: il numero dei protoni è detto numero atomico e, addizionato al numero dei neutroni, forma il numero di massa dell’atomo.
Ma non tutti gli atomi di un elemento hanno lo stesso numero di neutroni: gli atomi con lo stesso numero atomico , ma con diverso numero di neutroni si chiamano isotopi. Ad esempio l’idrogeno ha due isotopi: il deuterio (1 protone e 1 neutrone) e il trizio (1 protone e due neutroni). 
I neutroni determinano inoltre la stabilità dell’atomo perché fungono da “colla” che tiene uniti i protoni, i quali, avendo tutti carica positiva, tenderebbero a respingersi. Gli elementi leggeri sono quindi stabili perché hanno un numero atomico basso, ma esistono alcuni elementi pesanti in cui il numero di neutroni è più basso rispetto a quello dei protoni; questi elementi sono instabili perché i neutroni non sono abbastanza per tenere uniti i protoni, così il nucleo si disgrega dando origine al fenomeno della radioattività.

2.   LE RADIAZIONI

Quando l’atomo si disgrega avviene l’emissione di particelle: si tratta di radiazioni capaci di attraversare i corpi opachi, di impressionare lastre fotografiche e di emettere luce e calore. 
Le radiazioni furono studiate da Ernest Rutherford, il quale scoprì che esse sono composte da tre tipi di raggi: alfa, beta e gamma

  • Raggi alfa: particelle con carica positiva (2 protoni e 2 neutroni) che si muovono alla velocità 20.000 km/s. hanno uno scarso potere penetrante e vengono quindi fermati anche da un foglio di carta.
  •  Raggi beta: particelle con carica negativa che si muovono più velocemente delle particelle alfa. Hanno un discreto potere penetrante e possono attraversare sottili lastre di metallo.
  • Raggi beta: sono radiazioni elettromagnetiche che si trasmettono sotto forma di onde e che viaggiano alla velocità della luce; hanno un enorme potere penetrante ed infatti riescono lastre di piombo spesse parecchi centimetri.

Oltre a questi raggi esistono anche i raggi X, studiati da Conrad Rontgen. Sono onde elettromagnetiche simili a quelle luminose, ma con maggiore frequenza, possono attraversare corpi opachi e impressionare lastre fotografiche. Sono utilizzate in medicina per radiografie e radioscopie.

  

  1. DECADIMENTO RADIOATTIVO

Il fenomeno per cui un atomo instabile si riduce con l’emissione di particelle, attraverso reazioni nucleari, è detto decadimento radioattivo. Il decadimento radioattivo di un nucleo instabile può avvenire in diversi modi e produrre risultati differenti. Può comportare l’emissione di una o più particelle, con conseguente trasformazione del nucleo padre in un nucleo chimicamente diverso; può produrre soltanto il rilascio di una certa quantità di energia sotto forma di radiazione elettromagnetica o la scissione del nucleo in due frammenti. I principali tipi di decadimento radioattivo oggi conosciuti sono quello alfa, quello beta e quello gamma. Questi tipi di decadimento consistono nell’emissione delle particelle, rispettivamente, alfa, beta, gamma.  
Il decadimento alfa è il principale motore delle serie radioattive. Ad esempio, l’uranio 238 possiede 92 protoni, ma liberando una particella alfa, costituita da 2  protoni e 2 neutroni, si trasforma in un atomo di torio con numero atomico 90. ma anche il torio è un elemento instabile, quindi continuerà a trasformarsi in altri elementi finché si ottiene un nucleo di piombo, elemento stabile con numero atomico 82. la velocità con cui un nucleo decade è misurata attraverso il periodo di dimezzamento o di semitrasformazione, cioè il tempo necessario perché i numero iniziale di atomi radioattivi si riduca alla metà, la restante metà si è trasformata in atomi di un altro elemento stabile. Mediante la conoscenza del periodo di dimezzamento di un elemento radioattivo è possibile rilevare la datazione di rocce e fossili.

 

Webmaster: ELENA TAGLIAFERRI   Classe IIIB     Scuola Media A.Stoppani