Volume 1

Quando un elemento radioattivo emette una particella alfa, il suo numero atomico diminuisce di due unità, mentre la sua massa diminuisce di quattro unità. Ad esempio, dall emissione di una particella alfa da un atomo di uranio-238 (elemento radioattivo) si ha la seguente reazione nucleare: 238 92U 42He +234 90Th (15.2) (in 1 g di 238 92U, 12000 atomi in 1 secondo subiscono questa reazione) Il simbolo 42He rappresenta una particella alfa ( ), cioè il nucleo di un atomo di elio. 237U possiede 92 Come si può osservare dalla reazione 15.2 l uranio -238 (92 protoni e 238 neutroni) dopo il decadimento radioattivo (l emissione di una 234Th possiede 90 protoni particella alfa) si trasforma in un atomo di torio-234 (90 e 234 neutroni). Se si osservano attentamente le reazioni nucleari 15.1 e 15.2 si nota che in entrambi i lati dell equazione si ha un bilanciamento sia del numero atomico che di quello di massa. Elemento Tempo di decadimento Uranio-238 dopo 4-milioni di anni torio-234 dopo 25 giorni protoattinio-234 dopo 7ore uranio-234 dopo 270-mila anni torio-230 dopo 80-mila anni radio-226 dopo 2,3-mila anni radon-222 dopo 4 giorni polonio-218 dopo 3 minuti piombo-214 dopo 27 minuti bismuto-214 dopo 20 minuti polonio-214 dopo 0.00016 secondi piombo-210 dopo 22 anni bismuto-210 dopo 5 giorni polonio-210 dopo 138 giorni piombo-206 isotopo stabile il t1/2 di questo processo è uguale a 4.5 milioni di anni Tabella 15.1. Il processo del decadimento radioattivo dell uranio-238 con emissione di radiazioni e . 3. Le particelle gamma, (radiazioni gamma), sono radiazioni elettromagnetiche (fotoni) di elevata energia con lunghezza d onda molto corta ( = da 0,0005 a 0,1 nm). La maggior parte delle reazioni nucleari è accompagnata dall emissione di radiazioni gamma, ciò deriva da una variazione di energia all interno del nucleo dopo che si sono verificate emissioni di particelle beta o alfa. Quindi, in seguito all emissione di particelle beta o alfa, si ha un nucleo eccitato che decade ad uno stato energetico inferiore più stabile per l emissione di un fotone, cioè di una particella gamma. L emissione di una particella gamma non modifica né il numero atomico, né il numero di massa del nucleo che ha emesso la radiazione gamma. Nel decadimento radioattivo, il nucleo instabile viene definito nucleo padre, che dà luogo ad un nucleo figlio, che a sua volta può essere stabile oppure instabile. 15. 3 Tempo di dimezzamento Come abbiamo visto nei paragrafi precedenti, un atomo radioattivo emette radiazioni che uranio-234 alfa 248-mila anni determinano un processo di trasformazione del radio-231 alfa 30 secondi suo nucleo instabile fino alla formazione di uno iodio-131 beta 8 giorni stabile, avviene cioè il decadimento radioattivo carbonio-14 beta 5720 anni che può avvenire attraverso più stadi. uranio-238 alfa e beta 4,5-milioni di anni Ad esempio, il nucleo dell atomo di uranio238 (238 90U) si trasforma nel nucleo stabile Tabella 15.2. t1/2: tempo di 206 Pb) con emissione di radiazioni alfa e beta, dell atomo di piombo-206 ( dimezzamento di alcuni 82 attraverso una serie di reazioni nucleari intermedie, come è rappresentato in isotopi radioattivi. Tabella 15.1. Isotipo Radiazione 196 t1/2