Radioattività artificiale

La radioattività artificiale è il processo mediante il quale le particelle nucleari si scompongono in nuovi elementi, rilasciando energia ed emettendo onde radioattive. Questo fenomeno è stato scoperto negli anni '20 del 20 ° secolo ed è spiegato dai processi nucleari che si verificano negli atomi. La radioattività artificiale è ampiamente utilizzata in vari campi della scienza e della tecnologia, come la chimica, la fisica, la medicina e l’industria. In questo articolo considereremo i principi di base della radioattività artificiale e la sua applicazione nella scienza moderna.

Radioattività artificiale: principi generali

La radioattività artificiale è il processo di decadimento radioattivo di un nucleo, in cui quanti di radiazione vengono emessi dal nucleo. Queste trasformazioni sono associate alla trasformazione dell'energia. Uno stato elettronico in cui non ci sono molti stati energetici disponibili ed è possibile un'emissione lenta. Esistono due tipi generali di radioattività nucleare:

Il decadimento a è la fissione e/o fusione di un atomo con l'emissione di una o più (per la fissione di una particella), fino a 4-4 particelle. Le particelle alfa sono parte integrante dei nuclei atomici. Il decadimento b (o “nuclei instabili”) è il decadimento beta causato dall’interazione debole, così come dalla radiazione beta nucleare, che è la transizione di un sistema nucleare dall’interazione forte all’interazione debole.

Molti isotopi radioattivi sono radioattivi attraverso una serie di transizioni successive tra i livelli di energia. Ciascuna di queste transizioni è caratterizzata da un insieme di determinati numeri quantici e, quindi, è molto specifica per un dato nucleo.

Produzione artificiale di nuclidi radioattivi

La produzione artificiale di materiale radioattivo inizia in un laboratorio nucleare dove avviene una reazione nucleare. Una reazione nucleare è un processo di interazione tra due o più nuclei, che porta alla formazione di nuovi nuclei e al rilascio di energia. Durante la reazione, uno o più nuclidi si trasformano in altri, rendendo alcuni di essi radioattivi.

Ad esempio, 90Sr viene sintetizzato bombardando ioni calcio con un fascio di ioni carbonio provenienti da un reattore in uno stato chiamato corrente del reattore [1,2]. Il 99Mo, sempre nell'ambito di questo progetto, può essere ottenuto dagli ioni ioduro SnI4 e CaCI2 [3,4]. In questo caso, vengono sintetizzati i nuclei di questi isotopi, seguiti dall'emissione di radiazioni. L'entità e il tipo di emissione dipendono dall'isotopo coinvolto nella reazione, ma tutti hanno il potenziale per essere utilizzati in una varietà di applicazioni.

Molti processi per la produzione di isotopi radioattivi richiedono il controllo dell’ambiente e la messa a punto delle tecnologie. Ad esempio, la qualità del reattore nucleare utilizzato influenza notevolmente i risultati della fusione. Le radiazioni ionizzanti tipicamente presenti durante il processo di fusione richiedono un'adeguata sicurezza e protezione ambientale. Ogni anno nuovi metodi, tecnologie

Una delle sezioni più importanti e rilevanti della fisica nucleare è quella che tratta il problema della creazione artificiale dei nuclidi. È importante, tuttavia, notare immediatamente che il compito di creare “nuovi” nuclidi è molto più difficile del compito di scoprire quelli esistenti, vivi o morti. Il rilascio di una quantità marcata di un isotopo radioattivo è impossibile a questo punto, quindi la sintesi di nuovi sistemi nucleari è uno dei principali metodi teorici che descrivono la struttura dei nuclei.