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c01:a08

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Linea 1: Linea 1:
 +====== A1.8 I nuclei atomici. Decadimenti radioattivi. ======
 +
 +<WRAP justify>
 +I nuclei degli [[wp.it>atomi]] che compongono i vari elementi chimici che
 +formano la materia sono costituiti da un "assiemaggio" di [[wp.it>protoni]]
 +e [[wp.it>neutroni]]. Detto, per ogni [[wp.it>Nucleo_atomico|nucleo]], Z il numero di protoni "p" e N
 +il numero di neutroni "n", Z determina la carica elettrica totale del
 +nucleo (= +Ze), mentre N+Z=A   //numero atomico//  rappresenta il
 +numero totale di nucleoni ("p" o "n") presenti nel nucleo, determinandone
 +la massa.
 +
 +E' noto che dalla carica elettrica del nucleo dipendono le
 +proprietà degli elettroni orbitanti attorno al nucleo stesso e,
 +in definitiva, le proprietà chimiche dei vari elementi. Ad ogni
 +Z corrisponde dunque un ben determinato [[wp.it>Elemento_chimico|elemento]] classificato
 +secondo la usuale nomenclatura chimico-fisica (idrogeno, elio,
 +etc.), cui possono corrispondere nuclei con diverso A (detti [[wp.it>isotopi]]). 
 +In fig. 1.22  è riportata una tabulazione
 +dei nuclei stabili con numero atomico A minore o uguale a 70.
 +
 +Attraverso reazioni di impatto tra nucleoni e/o nuclei è
 +possibile produrre nuovi nuclei con un rapporto protoni/neutroni
 +che rende i nuclei instabili. Tali nuclei tendono in generale a
 + //decadere//  per riportarsi al rapporto che caratterizza il
 +nucleo stabile. Nel caso di un //eccesso di neutroni// questi vengono
 +trasformai in protoni grazie al decadimento β<sup>-</sup> 
 +
 +<m>n right p + e^- + nu</m>
 +
 +nel quale vengono emessi un elettrone col suo [[wp.it>antineutrino]]. In caso
 +di //eccesso di protoni// si ha il corrispondente decadimento β<sup>+</sup>
 +
 +<m>p right n + e^+ + nu</m>
 +
 + 
 +con emissione di un [[wp.it>positrone]] e di un [[wp.it>neutrino]]. Simili reazioni
 +sono caratterizzate da una probabilità di decadimento  che
 +dipende solo dal processo considerato, e non dalle condizioni
 +chimiche o fisiche della materia.
 +</WRAP>
 +{{:c01:fig1_18.jpg?800}}
 +
 +//**Fig. 1.22** Mappatura nel piano Z (numero di protoni) N (numero di
 +neutroni) dei primi trenta elementi chimici del sistema periodico.
 +Per ogni elemento (per ogni Z) è riportato il simbolo chimico e,
 +nelle corrispondenti caselle, il numero di massa A (=Z+N) dei vari
 +isotopi. In alto a destra sono riportate le traiettorie
 +corrispondenti ai più comuni processi di decadimento o cattura.
 +L'assenza di [[wp.it>isobari]] contigui  testimoni l'efficienza dei
 +processi β nel portare i nuclei nelle configurazioni
 +nucleari a maggior energia di legame. Sono anche indicati i    
 +numeri magici  di neutroni o protoni in corrispondenza dei quali i
 +nuclei mostrano una peculiare stabilità. Le spezzate a tratti e
 +punti mostrano le traiettorie corrispondenti ad una serie successiva
 +di catture di protoni o neutroni. Nel riquadro una mappatura nel
 +piano A,Z evidenzia l'assenza di nuclei con A=5 e 8.// 
 +\\
 +<WRAP justify>
 +Poichè la probabilità è pari alla frequenza degli eventi,
 +dati N nuclei suscettibili di un particolare decadimento
 +radioattivo, in un tempo dt ne decadranno
 + 
 +<m>dN/N = P * dt</m>
 +
 +essendo dN/N la frequenza degli eventi e <m>P</m> la probabilità di
 +decadimento per unità di tempo. Ponendo  <m>P=1/tau</m> si ha
 +
 +<m>dN/N =dt/tau</m>
 +
 +
 +e, integrando su un tempo finito
 +
 +
 +<m>N(t)= N_0 exp(-t/tau)</m>
 +
 +
 +dove N è il numero di nuclei sopravvissuti al tempo "t", N<sub>0</sub>
 +il numero di quelli presenti all'istante iniziale, <m>tau</m> è
 +l'inverso della probabilità di decadimento per unità di tempo
 +e prende il nome di [[wp.it>vita media]] del nuclide radioattivo in
 +esame. Analoghe relazioni valgono in generale anche per i
 +decadimenti attraverso altri canali che caratterizzano
 +l'instabilità di taluni nuclei e, in particolare, per il
 +decadimento con emissione di particelle α che caratterizza
 +l'instabilità degli elementi a più alto numero atomico 
 +(//famiglie radioattive dell'Uranio-Torio//).
 +</WRAP>
 +----
 +~~DISQUS~~
  

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