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Sezione C
L’atomo da Dalton a Bohr
14
11. La stabilità dei nuclei: i radionuclidi
Gli studiosi di chimica nucleare danno il nome di
nuclide
a una singola specie
atomica caratterizzata da un numero definito di protoni e neutroni. Questa, per
certi versi, è anche una definizione di isotopo.
Se si costruisce un grafico dei nuclidi conosciuti, con il numero atomico (Z)
in ascissa e il numero dei neutroni (N) in ordinata, vediamo che quelli stabili
si raggruppano in una fascia (
Figura 23
).
Per bassi valori di Z, fino a circa 20, i nuclidi stabili sono caratterizzati da un
ugual numero di neutroni e protoni, infatti si sovrappongono alla linea verde
(N
=
Z). Al crescere del numero atomico, il discostamento dei nuclidi dalla
linea centrale indica che occorrono sempre più neutroni per mantenere stabi-
le il nucleo. Oltre il bismuto (Z
=
83), infine, non esistono più nuclidi stabili,
indipendentemente da quanti neutroni siano presenti.
Tutti i nuclidi caratterizzati da valori che li pongono al di fuori della fascia
di stabilità sono radioattivi, e per questo sono chiamati
radionuclidi
. Essi si
tramutano spontaneamente in altri più stabili, dando così luogo a un
decadi-
mento radioattivo
.
La velocità con cui avviene un processo di decadimento si esprime frequente-
mente attraverso il tempo di dimezzamento (T
1/2
), che cambia in relazione ai
diversi nuclidi.
Il
tempo di dimezzamento
(T
1/2
) di un radionuclide è l’in-
tervallo di tempo in cui la quantità di quel radionuclide si
dimezza.
Il tempo di dimezzamento del radionuclide
92
238
U
, per
esempio (
Figura 24
), è 4,5
?
10
9
anni. Ciò significa che
100 g di
92
238
U
, dopo 4,5
?
10
9
anni, si riducono a 50 g.
Trascorsi altri 4,5
?
10
9
anni ne rimangono 25 g e così
via.
Figura 23
La ‘fascia’ dei nuclidi stabili (in blu).
Figura 24
Ogni 4,5
?
10
9
anni (T
1/2
) la massa di
92
238
U
si dimezza.
0
0
10
20
30
40
50
N
Z
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
250
200
150
100
N = Z
50
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
miscela isotopica
naturale
natural isotopic
mixture
nuclide
nuclide
radionuclide
radionuclide
decadimento radioattivo
radioactive decay
tempo di dimezzamento
half-life time
Words for Chemistry
100
50
25
12,5
6,3
3,1 1,6 0,8 0,4 0,2 0,1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tempi di dimezzamento
Massa di
238
U (g)
92
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