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c04:fusione_particelle_cariche

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c04:fusione_particelle_cariche [11/01/2010 11:14] – aggiunta figura 4.6 - marcoc04:fusione_particelle_cariche [29/05/2023 10:56] (versione attuale) – tolto codice Facebook marco
Linea 1: Linea 1:
 +====== 4.5 Traiettorie evolutive per fusione di particelle cariche ======
  
 +<WRAP justify>
 +Esaminando  in generale le proprietà dei [[wp.it>Nucleo_atomico|nuclei]] è
 +possibile porre in luce quanto di non occasionale vi è nel
 +tipo di [[wp.it>Reazione_nucleare|reazioni nucleari]] che abbiamo incontrato discutendo la
 +[[wp.it>Catena_pp|catena pp]] e che incontreremo illustrando le altre combustioni.
 +Come già richiamato nel primo capitolo ($\rightarrow$ [[c01:a08|A1.8]]), un
 +generico nucleo resta caratterizzato dal numero Z di protoni e N
 +di neutroni che lo compongono, ed è possibile mappare nel
 +piano Z,N la sequenza di nuclei stabili esistenti  in natura (Fig.
 +4.5). In tale piano, per i nuclei più semplici, sino
 +a circa Z=20, i nuclei stabili appaiono caratterizzati da un
 +numero simile di protoni e neutroni ($Z\sim N$) mentre a Z
 +maggiori si manifesta un progressivo eccesso di neutroni (Fig. 1.
 +22).  Le regioni esterne alla sequenza di stabilità sono
 +occupate da nuclei instabili che decadono verso la loro
 +configurazione stabile trasformando protoni in neutroni, o
 +viceversa, attraverso decadimenti $\beta^+$ o 
 +$\beta^-$,
 +rispettivamente.
 +\\
 +\\
 +{{:c04:figura_04_05.jpg?600}}
 +\\
 +**Fig. 4.5 ** La sequenza dei nuclei stabili è
 +contornata da nuclei instabili che con decadimenti $\beta^+$ o
 +$\beta^-$ si portano nella configurazione di equilibrio, cui
 +corrisponde un massimo dell'energia di legame
 +\\
 +\\
 +Come mostrato in  Figura 4.6, non sorprende trovare
 +che per ogni prefissato numero di nucleoni A=Z+N la configurazione
 +stabile mostra la maggiore energia di legame (la minore massa) tra
 +tutti gli altri possibili isobari. Si comprende così come i
 +decadimenti $\beta$ rappresentino il [[wp.it>Decadimento_beta|canale di trasformazione]] che
 +consente ai nuclei di portarsi nel loro minimo di energia con
 +l'emissione di elettroni negativi o positivi. Risulta anche
 +comprensibile l'evidenza sperimentale secondo la quale
 +l'instabilità appare tanto maggiore (i tempi di decadimento
 +tanto minori) quanto più i nuclei si allontanano da quella che
 +viene talora definita la loro [[wp.it>Isola_di_stabilità|valle di stabilità]].
 +
 +In tale scenario, si comprende  come nella catena pp, agglutinando
 +successivamente protoni, si producano nuclei con eccesso di tali
 +particelle, instabili dunque per decadimento $\beta^+$. Più in
 +generale, quando la fusione di particelle leggere porta a
 +configurazioni distanti dalla valle di stabilità, il nucleo composto
 +prodotto nella reazione decadrà nel suo stato fondamentale con
 +l'emissione di un quanto $\gamma$ di energia. 
 +Se la configurazione del nucleo composto è all'esterno della valle, ciò
 +avverrà inevitabilmente per un eccesso di protoni e un
 +decadimento $\beta^+$ si incaricherà di riportare il nucleo
 +nella sua configurazione stabile.
 +\\
 +\\
 +{{:c04:figura_04_06.jpg?500}}
 +\\
 +\\
 +** Fig. 4.6 ** Andamento schematico della massa di nuclei
 +con eguale numero di nucleoni (numero atomico A=Z+N) al variare
 +del numero di protoni Z e neutroni N. Il nucleo stabile realizza
 +la massima energia di legame (massa minima). I nuclei instabili si
 +portano nello stato di massimo legame tramite decadimenti
 +$\beta^-$ [(Z,N)$\rightarrow$ (Z+1, N-1) + e$^-$ + $\overline \nu$
 +] o $\beta^+$ [(Z,N)$\rightarrow$ (Z-1, N+1) + e$^+$ + $\nu$ ]
 +liberandosi così rispettivamente dell'eccesso di neutroni o di
 +protoni.
 +\\
 +\\
 +E' così possibile leggere la  maggior parte delle reazioni
 +che abbiamo incontrato nella catena pp e che incontreremo nel
 +seguito in tale semplice chiave topologica, chiarendo l'alternanza
 +di processi $\gamma$ e $\beta^+$ che in genere contraddistinguono
 +le varie catene di combustione tra particelle cariche.
 +</WRAP>
 +\\
 +----
 +\\
 +~~DISQUS~~

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