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È stato solo negli ultimi 100 anni circa che il genere umano ha compreso
che il nucleo degli elementi chimici non è sempre stabile.
Può trasformarsi spontaneamente da un elemento all'altro.
Il nome di questo processo è radioattività.
Forse sapete già qualcosa sul nucleo:
è molto più piccolo di un atomo,
è fatto di particelle chiamate protoni e neutroni,
e ci sono elettroni orbitanti al suo esterno.
Nonostante gli atomi possano condividere o scambiare elettroni quando sono legati insieme,
i nuclei stessi non cambiano mai.
Giusto?
Beh, no.
Certi nuclei non sono stabili in questo senso.
CIò significa che possono cambiare all'improvviso,
spontaneamente.
Il nucleo radioattivo scaglia fuori una piccola particella
e si trasforma in un altro elemento, proprio così.
Per esempio,
il nucleo di carbonio può espellere un elettrone veloce
e trasformarsi in un nucleo di azoto.
Due diverse particelle possono essere emesse da nuclei radioattivi,
ma mai insieme.
L'elettrone veloce è conosciuto come particella beta.
Se sapete qualcosa sugli elettroni, potreste chiedervi,
"In primo luogo, che cosa ci faceva un elettrone nel nucleo?"
La risposta è che un neutrone all'interno del nucleo
si è trasformato spontaneamente in un protone,
il quale è rimasto
mentre l'elettrone è volato fuori come particella beta.
Questo non è ciò che la chimica ci ha insegnato ad aspettarci.
Il nucleo dovrebbe essere stabile.
I neutroni non si trasformano in protoni.
Solo che a volte lo fanno!
L'altra particella emessa spontaneamente
da un nucleo instabile è alfa.
Una particella alfa è 8000 volte più grande della beta
e un po' più lenta.
Alfa è formata da due protoni e due neutroni.
Se intrappoliamo queste particelle alfa tutte insieme,
otteniamo gas elio.
Alfa è un nucleo di elio.
Come per la particella beta, non vi aspettereste che
un nucleo più pesante butti fuori dell'elio.
Ma, come ho detto, succede
e il nucleo diviene un nuovo elemento.
Dunque, la radioattività è utile o semplicemente pericolosa?
Ovunque vi troviate,
è abbastanza probabile che ci sia un dispositivo vicino
contenente una fonte di particelle alfa:
un rilevatore di fumo.
La fonte è Americio radioattivo.
Voi siete assolutamente al sicuro da queste particelle alfa
che possono percorrere appena pochi centimetri nell'aria.
Le particelle beta riescono a penetrare molto di più
i materiali rispetto alle alfa.
Gli atomi radioattivi sono usati in medicina come traccianti,
per mostrare dove certe sostanze chimiche circolano nel paziente.
Le particelle beta che vengono emesse hanno abbastanza energia
per emergere dal corpo ed essere rilevate.
C'è un terzo tipo di radiazione nucleare:
il raggio gamma, che non è affatto una particella.
È un'onda elettromagnetica,
come le microonde, o la luce,
ma è in realtà 1000 volte più energetica della luce visibile.
I raggi gamma possono attraversare il nostro corpo.
Le radiazioni gamma sono usate per distruggere i batteri della frutta, e aumentare i tempi di conservazione
o in radioterapia, per distruggere le cellule cancerose.
Le sostanze radioattive si riscaldano
e questo calore può essere usato per generare elettricità.
Questo calore è stato impiegato nelle sonde spaziali e,
in passato, nei pacemaker per il cuore.
Quanto più bruscamente la radiazione nucleare viene rallentata,
più danno produce agli atomi colpiti.
Questo si chiama ionizzazione.
Quando le particelle alfa si scontrano con altri atomi, producono la massima ionizzazione,
le gamma, la minima.
Negli esseri umani, l'effetto più grave della radiazione
è il danno che può essere causato al DNA.
Sebbene le particelle alfa non possano penetrare nella pelle,
inalare o ingerire un nucleo radioattivo,
può avere conseguenze gravi per la salute.
La radioattività è sia utile che letale,
ma si trova ovunque intorno a noi e fa da sfondo al mondo naturale.