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MISURA RADIOATTIVITÀ
Quando la radioattività è elevata è dannosa per gli esseri viventi,quindi dobbiamo sapere
misurarla.
Precedentemente si poteva misurare tramite pellicole fotografiche; successivamente con
contatori Geiger o scintillatori.
Per misurare la radioattività devo usare DPI e modalità adeguate.
•Particelle alfa: non penetranti, velocità 10% di c, potere pari a 1, è sufficiente un foglio di
carta o la stessa nostra pelle come protezione.
•Particelle beta: moderati,velocità sotto 90% di c, potere pari a 100, è sufficiente un foglio di
alluminio come protezione
•Particelle gamma: molto penetranti accompagnate spesso da altre radiazioni, potere pari a
10000, è sufficiente cemento o piombo come protezione.
UNITÀ DI MISURA
•Curie: da Marie Curie, attività di 1g di radio -226 si verificano 3,7×1010 disintegrazioni per
secondo, indica radioattività molto elevata quindi si usano sottoprodotti.
•Baquerel: disintegrazioni per secondo
•Conte per minuto: relativa a strumento usato e fonte radioattiva.
•Rad: quantità di radiazione depositata per kg di tessuto umano
•Rem: dose efficace che tiene conto del potere distruttivo delle radiazioni.
TEMPERATURA
Per la differenza tra energia di legame nucleare e quella termica , l’energia impiegata dal
decadimento non è influenzata dalla temperatura.
DATAZIONE RADIOCARBONIO
Il 14C si trova in natura e in tutti gli esseri viventi , ha un tempo di semivita di 5730 anni . È
continuamente prodotto da nuclei di azoto bombardati da neutroni prodotti da raggi cosmici.
Un organismo assume alimenti contenenti carbonio, dove c’è una quantità definita di 14C,
quando l’organismo muore, il 14C inizia a decadere perché non lo può più assumere
dall’esterno.Dopo 5730 anni la quantità di 14C è dimezzata.
Negli esseri viventi il rapporto 14C/12C è circa 1/1012.
Posso analizzare l’età di un reperto fossile individuando la presenza di 14C.
DIFETTO DI MASSA
È la differenza tra la somma di masse di singoli costituenti del nucleo e la massa del nucleo.
La massa del nucleo di un atomo è inferiore alla somma delle masse dei nucleoni.
Se prendiamo i nucleoni dell’elio e il nucleo dell’elio, ci accorgiamo che nucleoni isolati
hanno massa superiore a quella del nucleo,costituito dagli stessi nucleoni. I nucleoni
perdono massa per entrare nel nucleo (difetto di massa) per convertirla in energia sulla base
della formula di Einstein:
E=mc2 C=2,998×108 m s-1
L’energia media spesa dal nucleone dipende dalla sua massa che è massima tra 50 e 75.
L'energia è prodotta per:
•Fusione: Se il nucleo è leggero fondo due nuclei per formare uno pesante, di libera energia
•Fissione: se il nucleo è pesante devo procedere per rottura nucleare in due nuclei piccoli,
di massa simile, che vanno nell’intervallo azzurro con un grosso ritorno di energia. Si libera:
-tre neutroni che possono urtare altri nuclei creano un processo a catena.
-energia sotto forma di calore perché si va da una zona con energia bassa a energia più
alta. È associata a un diverso difetto di massa dei nuclei figli.
Si ha una barriera di potenziale che impedisce la fissione e porta gli isotopi stabili a
decadimento, svantaggioso a livello energetico.
CONFRONTO:
•Fusione libera energia dieci volte maggiore rispetto a fissione.
•Isotopi di H necessario è abbondante, l'uranio è scarso
•Fusione produce meno scorie radioattive
Questi hanno portato all'era atomica a partire dagli anni ‘50 con la bomba atomica, per cui
sono impiegati processi di fissione controllati, e alla nascita di centrali nucleari che, partendo
da materiali fissili, ampiamente presenti in natura, producono abbondante energia.
Attualmente si sta ideando un futuro di energia pulita con la fusione.
REAZIONI A CATENA
L’ isotopi più abbondante dell'uranio è 238U (non fissile). La fissione dell'uranio non è
spontanea in quanto è una reazione sporadica e i neutroni liberati non colpiscono nuclidi
fissili in quanto vengono dispersi.
È opportuno arricchire l'uranio rispetto alla sua composizione naturale per ottenere 235U
separato dagli altri isotopi.
Anche piccole quantità di 235U non danno reazione a catena in quanto disperde i neutroni.
È necessaria una massa minima, la massa critica, affinché i neutroni che incontrano nuclidi
fissili siano maggiori di quelli dispersi.
La velocità della reazione a catena può essere controllata se inseriamo nel materiale fissile,
barre di grafite in grado di assorbire i neutroni , di rallentare e interrompere la reazione a
catena.
RADIOISOTOPI IN BIOLOGIA E MEDICINA
•Sono usati nella radioterapia per tracciare e distruggere lesioni tumorali.
•Devono avere semivita di giorni o mesi
•Non devono accumularsi
•Devono formarsi isotopi stabili
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