Skip to content

Radioanalitica

L'atomo è caratterizzato dal numero atomico Z e dal numero di massa A. Il numero atomico Z indica il numero di protoni mentre il numero di massa A indica il numero totale di nucleoni, cioè il numero di protoni e neutroni.

Si chiamano isotopi stabili quei nuclidi che non emettono radiazioni ionizzanti ossia che non sono radiattivi mentre radioattivi sono i nuclidi che emettono radiazioni ionizzanti.

Isobari sono quegli atomi che hanno la stessa massa atomica ( 40K, 40Ar, 40Ca) mentre sono isotoni gli elementi che hanno lo stesso numero di neutroni ( 30Si, 31P, 32S).

I radionuclidi con lo stesso A e lo stesso Z ma che hanno diverso stato di eccitazione del nucleo si chiamano isomeri.

I nuclidi instabili sono quelli che hanno un numero troppo basso o troppo alto a quello che è richiesto perché un atomo raggiunga un minimo di energia.

I nuclidi con Z>83 sono tutti instabili. Questo sarà soggetto a trasformazioni nucleari, decadimenti, con emissione di radiazioni radioattive che lo porta alla formazione di un nuclide più stabile.

Le radiazioni che possono venire emesse sono:


Per sorgente radioattiva si intende qualsiasi insieme di nuclidi radioattivi che emettono radiazioni. L'attività di una sorgente radioattiva si misura in Becquerel (Bq).

Decadimento α

È tipico degli isotopi più pesanti; se il numero di massa è inferiore a ≃ 150 (Z ≃ 60) vengono prodotte raramente particelle α. La particelle α è un nucleo di elio avente A = 4 e carica +2. 


Il Torio nell'equazione è un elemento figlio il cui numero atomico è inferiore di due unità rispetto all'elemento progenitore. La particelle α prodotta può presentare una o pochi valori di energia; successivamente perdono la loro energia per effetto delle collisioni che subiscono attraversando la materia e vengono convertite in atomi di elio in seguito a cattura di due elettroni dall'ambiente esterno.

Avendo carica e massa elevate hanno un basso potere di penetrazione nella materia.

Si può riconoscere l'identità della particella α emessa dalla distanza entro la quale produce coppie ioniche all'interno di un dato mezzo.

Decadimento β

Ogni reazione nucleare nella quale variano i numeri atomici ma non varia il numero di massa A si definisce decadimento beta e può essere di tre tipi:
• Formazione di negatroni 
• Formazione di positroni
• Cattura K o Cattura elettronica


Nella prima equazione si forma un negatrone che è un elettrone che si forma quando uno dei neutroni del nucleo viene convertito in protone.

Nella seconda invece si forma un positrone che ha la stessa massa dell'elettrone e si forma quando il numero dei protoni diminuisce di un unità; esso ha un esistenza transitoria poiché viene annichilito per formare due raggi γ di energie 0,511 MeV.

La particella β risulta più penetrante della particella α ma non tende a formare coppie ioniche perché molto più piccole; possono essere diffuse facilmente e per questo rilevate con una lamina di Al così da poterle determinare.

Nella cattura K si svolge una cattura di un elettrone da parte del nuclide dove per esempio si svolge il passaggio da Cr a V che però presenta un elettrone in meno in uno dei suoi orbitali generalmente 1s o livello K, formando una buca elettronica che una volta colmata provoca l'emissione di un raggio x.

Emissione raggi γ

I raggi gamma sono indistinguibili da quelli x, solo che hanno un origine diversa. I raggi x derivano da rilassamenti elettronici mentre i raggi γ derivano da rilassamenti nucleari.

Dallo spettro di emissione dei raggi γ che è caratteristico di ogni nucleo si può risalire al nucleo che sta emettendo. I raggi γ perdono la loro energia secondo 3 meccanismi:

se la radiazione ha bassa energia allora predomina l'effetto fotoelettrico nel quale il fotone gamma provoca l'espulsione di un elettrone da un orbitale atomico dell'atomo bersaglio. Con raggi γ di energia abbastanza elevata si osserva l' effetto Compton nel quale viene emesso un elettrone ma che acquista solo una parte dell'energia incidente perché una parte dell'energia forma in seguito all'urto un altro fotone di energia minore che può poi subire ulteriori interazioni.

Se il fotone γ possiede energia ancora superiore (1,02 MeV) si può verificare la formazione di coppie; il fotone viene totalmente adsorbito nella formazione di un positrone β + e di un elettrone.

di Laura Marongiu
Valuta questo appunto:

Continua a leggere:

Puoi scaricare gratuitamente questo appunto in versione integrale.