Radioattività

La radioattività

Il fenomeno della radioattività venne scoperto casualmente nel 1896 da Becquerel, professore di fisica al Museo di Storia Naturale di Parigi.

Questi stava studiando fenomeni di fluorescenza relativi ai sali di Uranio. Egli si chiedeva se quando la luce ordinaria eccita la fluorescenza di una determinata sostanza, non si generino contemporaneamente raggi X capaci di attraversare corpi opachi alla luce.

Antoine Henri Becquerel

Attuale Museo di Storia Naturale con sede a Parigi

L’esperimento di Becquerel

L’esperimento di Becquerel consisteva nell’esporre ai raggi del sole i sali di Uranio e vedere se contemporaneamente il materiale era in grado di impressionare lastre fotografiche avvolte in spessa carta nera.

Il 24 Febbraio del 1896 il fisico francese comunicava trionfalmente all’accademia delle scienze una memoria che doveva diventare famosa: un sale fluorescente di Uranio, il solfato doppio di Uranile e Potassio emetteva, se esposto alla luce, una radiazione capace di impressionare una lastra fotografica attraverso un foglio di carta nera: i raggi X.

• Come accade molte volte in Fisica, capita di lasciarsi fuorviare da risultati apparenti e non esaminare fino in fondo la natura dei propri esperimenti.
• Dopo l’esperimento, Becquerel mise le sue lastre in un cassetto e preso da altre faccende ve le lasciò per vari giorni. Quando lo scienziato, qualche giorno dopo, sviluppò una delle lastre che aveva riposto nel cassetto tre giorni prima ebbe una gran bella sorpresa… La lastra fotografica era ancora impressionata, pur non essendo esposta alla luce del sole. Questo poteva voler dire una sola cosa: La fluorescenza e l’emissione di onde elettromagnetiche ad alta frequenza dipendevano esclusivamente da una proprietà atomica dell’Uranio.
• Ai coniugi Curie si deve l’introduzione del vocabolo “radioattività” per indicare la proprietà delle sostanze in grado di emettere raggi Becquerel, come allora venivano chiamati.
• I due ricercatori scoprirono che in Natura esistono elementi molto più radioattivi dell’Uranio e che altri possono essere ottenuti artificialmente tramite lunghi e faticosi processi chimici. La loro pazienza fu evidentemente ricompensata poiché nel Luglio 1898 annunciarono la scoperta del Polonio e pochi mesi dopo quella di un elemento ancora più radioattivo: il Radio. I coniugi Curie

Che cos’è esattamente la radioattività?

• La radioattività, o decadimento radioattivo, è un insieme di processi tramite i quali dei nuclei atomici instabili (nuclidi) emettono particelle subatomiche per raggiungere uno stato di stabilità.
• Ogni atomo è formato da un nucleo contenente protoni e neutroni, e da un certo numero di elettroni che gli orbitano intorno. Essendo tutti carichi positivamente i protoni tendono a respingersi per via della forza di Coulomb e, se non ci fossero altre forze a tenerli uniti, i nuclei non sarebbero stabili.

In effetti i nuclei atomici sono tenuti coesi dalla cosiddetta forza nucleare forte. Questa forza richiede anche la presenza dei neutroni per manifestarsi.

Quando le forze all’interno del nucleo non sono bilanciate (ovvero il nucleo è instabile) questo tende spontaneamente a raggiungere uno stato stabile attraverso l’emissione di una o più particelle.

Storicamente (in seguito agli studi di Marie Curie) i decadimenti nucleari sono stati raggruppati in tre classi principali:

• Decadimento alfa
• Decadimento beta
• Decadimento gamma

• Decadimento Alfa (a): Consideriamo un nucleo con numero atomico Z e numero di massa A.