Il Decadimento Radioattivo - Radioattività#05 - CURIUSS

i materiali radioattivi di cui abbiamo accennato in tutti questi video sulla serie della radioattività sono diversi si è parlato di Uranio di Torio che erano elementi già noti ma poi sono arrivati il polonio il radio e anche se ricordate ne avevamo accennato in questo video un elemento sotto forma di gas abbastanza strano il radon Ma che rapporto c'era tra loro tra tutti questi elementi ammesso che ci fosse nella scorsa puntata abbiamo visto la scoperta del nucleo del protone che è l'unità di carica positiva e di come gli elementi della tavola per periodica siano ordinati proprio

secondo le cariche tutto questo permise di formulare l'ipotesi che molti elementi radioattivi fossero figli di uno stesso elemento di partenza e di capire i processi che portavano a generare apparentemente dal nulla l'energia gli elementi radioattivi si trasformavano emettendo radiazioni ma quell'energia era già contenuta nel nucleo dell'atomo che semplicemente la rilasciava quel processo prese un nome ben preciso decadimento radioattivo vai con lo spiegone così a freddo da un blé senza darci il tempo di interiorizzare la sofferenza per l'arrivo dello spiegone Sì così alle spalle senza pietà la radioattività era dunque un fenomeno che si manifestava all'interno

dei nuclei di alcuni tipi di atomi i quali non erano stabili e tendevano spontaneamente a trasformarsi modificandosi in altri nuclei questo processo Come si diceva è chiamato decadimento radioattivo ogni volta che avviene un passaggio di questo tipo ossia un decadimento sono garantite la conservazione dell'energia della quantità di moto della carica elettrica e il numero di massa resta costante il numero di massa lo acchiappiamo più avanti Ora vediamo la legge fisica che regola il decadimento poniamo di avere 100 miliardi di piccolissimi Gualtieri e dopo un anno osserviamo che il 50% è preda di una malattia la

sonnoli acuta anche se sono tutti identici e fanno la stessa vita alcuni prendono la sonnoli e altri no non c'è un motivo scatenante succede così nel corso di un anno la metà di quelli sani prende la sonnoli acuta la caratteristica più interessante del fenomeno del decadimento radioattivo è che è del tutto casuale Non siamo in grado di dire Quando avverrà per ogni singolo nucleo ma contando sul fatto che quando prendiamo un oggetto macroscopico questo è formato da un numero elevatissimo di atomi possiamo utilizzare le leggi probabilistiche la formula che prende proprio il nome di legge

del decadimento radioattivo è questa quindi per sapere quanti nuclei radioattivi ci sono dopo un certo tempo T si prende il numero di nuclei radioattivi all'istante iniziale e li si moltiplica per e che è il numero di Nepero che è una costante e ha questo valore circa elevato alla - lambda per il tempo lambda Eppure lei costante e prende il nome di costante di decadimento e dipende dal tipo di elemento radioattivo che stiamo considerando è chiaro che col passare del tempo aumenta il numero di nuclei che subiscono il decadimento come nell'esempio dei gattini affetti da sonnoli

acuta dopo un anno il 50% aveva preso la sonnoli acuta dopo un anno il rimanente 50% durante l'anno successivo prenderà la sonorità acuta Quindi sarà il 25% del totale e così via quando un nucleo decade Però non è detto che il nuovo nucleo sia stabile potrebbe essere a sua volta un nucleo soggetto alla legge del decadimento radio si creano così delle sorte di catene una di queste ad esempio vede un certo tipo di Uranio decadere e diventare Torio che a sua volta è instabile e decade in radio che decade in radon ciascuno con i suoi

tempi ovviamente che decade in polonio che decade in piombo e non finisce lì perché quel tipo di piombo fa altri giri passando da bismuto e polonio fino a diventare del piombo stabile ossia ha un nucleo che non è radioattivo e quindi se ne sta buono nella seconda parte dello spiegone vedremo Come funziona il decadimento e i vari tipi di decadimento che ci sono per comprenderli ci manca però ancora un tassello all'inizio del video scorso dissi che nel 1932 si comprese una cosa che mise poi tutto in ordine Non solo ma che una coppia di Scienziati

l'aveva praticamente scoperta ma non la capì vabbè Ma fallo sentire m possiamo ogni volta andare a riprendere il video capire a che minuto è riguardarci 30 minuti di video per capire Ok ok mando mando il calma nell'arco di due decenni si composero tutti i pezzi del puzzle sulla radioattività all'alba del 1932 ne mancava solo uno quello decisivo alla comprensione del disegno finale era una nuova particella se la ritrovarono sotto gli occhi una straordinaria coppia di Scienziati ma non la seppero riconoscere Ecco parlando di coppia di Scienziati Non è difficile capire a chi mi stavo riferendo

sigla e poi si entra nel vivo ammazza al quinto video si entra nel vivo [Musica] Questa è un'immagine celebre si tratta della traccia di un positrone lasciata in una camera a nebbia ed è quella che porterà il New yorkese Carl Anderson nel marzo del 1933 a pubblicare risultati definitivi della sua indagine che dimostrò di fatto l'esistenza dell'antimateria predetta da dirak Iren e Frederick jot cury che avevano lavorato anche loro con una camera a Nebbia vanno a controllare Eh sì il positrone si era manifestato anche a loro ma non se n'erano accorti quel momento deve avergli

ricordato la frustrazione dell'anno precedente in cui avevano pubblicato dei risultati ottenuti bombardando il berigo con particelle Alfa notando una strana radiazione che però non avevano compreso appieno e anche in quell'occasione furono bruciati sul traguardo quella volta da un inglese James chadwick dopo gli anni della guerra passati a improvvisare esperimenti di fisica col Torio ricavato dal dentifricio tedesco nel famoso box per cavalli che non aveva diciamo un sistema di riscaldamento a regola d'arte mettiamola così chadwick è finito a lavorare al laboratorio Cavendish e rispetto ai jolio Curri ha un vantaggio lì ha vissuto e parlato Rutherford

che l'idea di una particella neutra ce l'aveva in testa fin dall'inizio degli anni 20 secondo Frederick jogot fu questa la ragione per la quale ched riconobbe prima di loro il neutrone respirava in un ambiente in cui quell'ipotesi era nell'aria chadwick farà un esperimento semplice sarà la sua interpretazione a renderlo in qualche modo epico non fa cose molto diverse dagli altri anche lui bombarda il berigo e osserva che la radiazione emessa è molto penetrante passaa fuori anche spessori di qualche centimetro di piombo all'epoca non si osservavano più gli scintilli c'erano metodi nuovi per contare le particelle

basati su camere di ionizzazione e con geni automatici a valvole che azionavano apparecchi di registrazione a carta fotografica Insomma era roba più complessa ma di gran lunga più efficace chadwick si ricordò che Rutherford diceva che una particella neutra poteva passare ind denne spessori densi come il piombo e questo perché poteva tranquillamente viaggiare vicino alle cariche delle altre particelle Senza subire deviazioni tramite uno schermo di paraffina usato anche dai jolio curi posto davanti alla nuova radiazione chadwick riuscì a dimostrare che la radiazione misteriosa era formata da particelle delle stesse dimensioni dei protoni aveva Dunque trovato una

sorta di protone neutro che evidentemente veniva espulso dai nuclei bombardati nel 1932 articolo pubblicato su Nature dal titolo possible existence of a Neutron aprirà una nuova porta la particella neutrone è la chiave per capire il mondo di quegli atomi che Sotti chiamò isotopi partiamo dall'inizio il neutrone completava apparentemente la nostra conoscenza dell'atomo questa particella si trovava anch'essa nel nucleo che dunque non era formato esclusivamente dai protoni di carica positiva protoni e neutroni vengono anche genericamente chiamati nucleoni il numero di nucleoni presenti nel nucleo è il numero di massa che lo avevamo lasciato indietro come abbiamo

detto parlando di Mosley è il numero di cariche positive a dirci di che atomo si tratta più aumenta la carica più avanzo nella tavola degli elementi la carica del nucleo è data dal numero di protoni e con quelli si Identifica il tipo di atomo se ce n'è uno è idrogeno se ce ne sono sei è carbonio se troviamo sette protoni è un atomo di azoto e così via ciò che la presenza di di neutroni va a modificare è il peso del nucleo più ci sono neutroni più pesa ma il numero di neutroni proprio perché privi

di carica non modifica il tipo di elemento pertanto un atomo di uno stesso elemento può essere più o meno pesante a seconda di quanti neutroni si trovano nel nucleo immaginate di avere una scatola con delle monete da €2 e dei Sassi che pesano all'incirca come le monete da €2 se io ho cinque monete nella scatola ho €10 indipendentemente da quanti sassi ci sono se i sassi sono pepite d'oro è un altro discorso Quindi adesso Dato che i sassi non valgono niente se io ho più sassi nella scatola cambia il peso ma io ho sempre €10

pertanto per sapere quanti soldi ho non mi basta pesare la scatola devo sapere Quante monete ci sono dentro Poi casomai se la peso scopro anche quanti sassi ci sono quindi Due scatole mi possono fornire la stessa quantità di soldi ma avere al contempo due pesi diversi gli isotopi sono atomi che come dice il nome isotopi vuol dire stesso posto hanno la stessa posizione nella tavola degli elementi ossia la stessa carica ma una massa diversa che dipende dal numero di neutroni come le scatole che hanno l'equivalente valore in soldi ma un diverso numero di sassi spesso

a fianco del simbolo di un elemento si trova un numero Quello è il numero di massa più è alto più l'atomo a Massa facciamo un paio di esempi che ci capiamo meglio e sono anche piuttosto noti se parlo di carbonio che si indica con c in generale So solo che ha sei protoni Se qualcuno mi dice carbonio 12 capisco che si tratta dell'isotopo con 6 neutroni 12 sta per 6 protoni più 6 neutroni il carbonio 13 avrà 7 neutroni e il carbonio 14 8 neutroni è sempre carbonio Perché ha sei protoni ma con masse diverse

si dice che il carbonio 14 è un isotopo perché nella tavola degli elementi il C12 il c13 e il 14 stanno tutti nella stessa Casella quindi sono tutti isotopi altri celebri isotopi sono quelli dell'uranio che è appassionato di fissione nucleare ha sicuramente sentito parlare dell'uranio 238 e dell'uranio 235 il nucleo di uranio è formato da 92 protoni quindi l'isotopo 238 possederà anche 146 neutroni e l'isotopo 235 ne possederà 143 Ah quanti ricordi con gli isotopi sono molto importanti avort AP ve l'ho detto di chiud sto proprio realizzando un video che parla dell'uso della Scienza nell'archeologia

a partire dall'intuizione geniale della radioattività come metodo di datazione Beh si sono aperti dei mondi pazzeschi per la ricerca archeologica voglio vederti quando Parlerai di c14 Allora sì verrai a cercarmi stiamo attenti che non ent mre sto girando Non c'è più rispetto a sto Moment so come fac tutte le volte uscire dalla gabbia come la gabbia St volta pensavo proprio di averla chiusa a parte gli scherzi sto lavorando a un video con aromilla ve ne accendo poi alla fine che adesso siamo Nel mezzo del discorso si comprese poi che i neutroni servivano a tenere insieme

il nucleo che essendo formato solo da cariche positive avrebbe dovuto disgregarsi c'è infatti un'interazione che tende a tenere insieme i nucleoni quando questi sono molto vicini e che si oppone alla forza di repulsione delle cariche positive si chiama interazione nucleare forte più gli atomi sono grandi Però più questo equilibrio diventa complicato ed è per quello che certi atomi sono Instabili e decadono Ma cosa succede in pratica durante il decadimento i decadimenti radioattivi possono essere di diversi tipi vediamoli brevemente nel decadimento detto Alfa il nucleo iniziale di atomo generico radioattivo che indichiamo con X decade in

un nucleo di un altro atomo con un numero di massa ridotto di quattro unità e con due protoni in meno abbiamo detto che nei decadimenti però complessivamente il numero di massa resta invariato si produce Infatti per effetto di questo decadimento un nucleo di Elio formato da due protoni e due neutroni le famose particelle Alfa che appunto si producevano e che venivano utilizzate per bombardare qualsiasi cosa un decadimento Alfa ben noto è quello dell'isotopo 238 dell'uranio il quale perdendo due protoni diventa divent un atomo di Torio Per la precisione l'isotopo 234 le particelle Alfa nell'aria fanno

poca strada arrivano solo a circa 7 cm di distanza e sono anche le più facili da schermare è sufficiente un foglio di carta c'è poi il decadimento Beta che è più complesso ed è suddiviso a sua volta in due tipi il beta col meno e il beta col più nel decadimento Beta negativo un neutrone decade in un protone più un elettrone nel nucleo il numero di protoni in questo caso aumenta di una unità e cambia Dunque l'elemento e poi si produce anche una particella chiamata antineutrino che è una particella di antimateria non è questa la

sede in cui approfondiamo il tema per i più spericolati c'è un'intera serie sull'an imateria nel decadimento Beta positivo avviene un processo simile ma invertito ossia un protone decade in un neutrone più un positrone che è l'esatto corrispettivo dell'elettrone nel mondo dell'antimateria e in più compare un neutrino che è una particella un po' particolare a cui abbiamo accennato in questo video le radiazioni emesse per effetto del decadimento Beta possono viaggiare per pochi metri circa 5 e possono essere schermate da un foglio di alluminio di 1 mm di spessore l'ultimo decadimento che vediamo è il decadimento gamma

avviene quando un nucleo nello stato eccitato passa a un livello energetico più stabile attraverso l'emissione di un fotone di fatto viene emesso un raggio gamma Ossia una radiazione elettromagnetica con una altissima frequenza superiore a 10 alla 20 Hz questo tipo di radiazione può percorrere nell'aria anche 3 km ed è in grado di attraversare spessi strati di materia per fermarla ci vogliono spessori di diversi centimetri di piombo o cemento abbiamo visto poi che anche i neutroni possono viaggiare e in questi casi per bloccarli ci vogliono spessori notevoli di cemento per [Musica] esempio Ecco anche gli accenni

più specifici li abbiamo dati la storia della teoria atomica prosegui poi con Altri importanti contributi oltre ai già citati Julio Curri ci saranno quelli fondamentali di Enrico Fermi e dei ragazzi di via Panisperna o quelli di Lise minar e otto hanan da Berlino di cui magari un giorno parleremo ma diciamo che il discorso strettamente legato alla radioattività che è di fatto stato il veicolo col quale gli scienziati sono entrati nel parco giochi della fisica atomica lo abbiamo abbastanza circoscritto in quei 40 anni che vanno dal 1896 al 1935 parentesi aperta da Madame Curri con i

suoi studi e chiusa con il Nobel a sua figlia Iren nello scorso video avevamo accennato al modello di atomo immaginato da Rutherford la mosca nella cattedrale il nucleo positivo e gli elettroni particelle negative che gli girano intorno abbiamo visto come quel modello avesse molte criticità e abbiamo accennato a Nils Boh come quell'uomo capace di intuire un mondo che gli atomi non avevano ancora svelato e di cominciare a dare qualche risposta alle domande sulla stabilità di oggetti che per la teoria di quell'epoca non avrebbero dovuto esserlo nel 1935 poi le cose cambiarono non poco la ricerca

nella fisica nucleare vide arrivare una nuova guerra quella che venne battezzata seconda guerra mondiale qui però non vale più il discorso fatto per la prima quando gli scienziati dovettero interrompere le loro ricerche spostati Su progetti più urgenti o finirono al fronte o a curare i feriti come nel caso delle cury No in quella nuova guerra la fisica nucleare fu la protagonista assoluta e le persone esperte di quel settore vennero messe a lavorare su progetti bellici e spinte a trovare soluzioni urgenti attraverso nuove Teorie e nuovi esperimenti in alcuni casi vi furono finanziamenti colossali in queste

situazioni di solito ciò che in tempo di pace si fa in diversi anni Viene realizzato a tempo di record il tempo però serve lasciare spazi non comprimere tutto in pochissimi mesi è utile a prendere meglio le direzioni che si stanno prendendo aiuta a sviluppare pensieri discussioni riflessioni il tempo obbliga a porsi questioni etiche e ci aiuta a fare previsioni più corrette capire che l'energia contenuta negli atomi era immensa fu un grande traguardo trovare il modo di renderla utilizzabile è equival soo ad avere per le mani la prospettiva di un Progresso clamoroso per l'umanità ma al

tempo stesso fu evidente anche la prospettiva opposta quella dell'apparente facilità di annientare la nostra Spea ince tutte le persone che negli anni 40 lavorarono su questi progetti Erano consapevoli che la strada intrapresa non prevedeva ritorno e non perché fossero dei veggenti semplicemente perché la strada della scienza non ha mai previsto ritorni una volta capita una cosa è impossibile fingere di non Saperla assodato che non si può che avanzare che quel moto è irreversibile Sta a noi capire la direzione scegliere per un bene collettivo fare in modo che quella strada sia ancora lunga che ci porti

lontano possibilmente [Musica] migliori Come detto se la storia della radioattività finisce qui non finisce però qui il nostro discorso nella puntata extra faremo un salto nel passato per parlare specificatamente della datazione dei reperti biologici col carbonio 14 In cosa consiste il procedimento quando si applica quanto è preciso e se non c'è carbonio Come si fa Ci sono altri metodi Fino a che età si può datare col c14 eccetera eccetera lo faremo come detto in compagnia di archeo milla lei è un'archeologa che racconta il suo mondo che si occupa anche nel dettaglio delle scoperte degli Studi

che vengono fatti e di spiegare anche le falsità o gli errori che magari si possono trovare all'interno di film o serie o libri che trattano per l'appunto temi archeologici lei è una ragazza Guardate guardate questa chiona tipa veramente simpaticissima ingambissima e quindi con aromilla ci divertiremo Nel frattempo se volete cominciare a sbirciare i suoi lavori in descrizione vi metto il link in cui trovate tutti i link delle pagine Social di aromilla in cui trovate tutti i suoi contributi Insomma non è difficile più lungo a dire che a fare Infine dopo lo spin-off con archio Milla

Proverò a fare una puntata On the road così per affrontare gli aspetti legati alla pericolosità delle radiazioni quanto preoccuparci e di quali preoccuparci per farlo entreremo all'istituto del radio di Parigi dove vendono per €2 dei Simpaticissimi braccialetti radioattivi da regalare ai bambini e questo ci fa capire che certa radioattività non è poi così nociva come a volte si crede eh ma magari stavano applicando la legge di Gaber i vecchi bisogna ammazzarli da [Musica] bambini serie finita in totale sono oltre du ore più vari video paralleli una sfaticata Spero vi sia piaciuta Se sì E pensate

che fra le vostre conoscenze vi siano persone che possono apprezzare questo lavoro Diteglielo non siate egoisti non privateli di questa tortura che potrebbero anche volentieri infliggersi E ovviamente vi ricordo che c'è la possibilità di sostenerci abbonandosi a curius per avere ulteriori contributi tutte le spiegazioni su come fare le trovate come sempre sul nostro sito associazione atel.it in descrizione vi metto tutti i link potete anche prendere libri CD fare donazioni spontanee A noi va bene tutto l'associazione atelie si mantiene con questo con la vostra generosità le vostre donazioni gli acquisti dei nostri prodotti un grande Grazie

a chi ci ha sostenuto lo dico sempre alla fine ma lo penso fin dall'inizio è grazie a voi che possiamo continuare i nostri video non sono finanziati non abbiamo sponsor perché non ci fila nessuno ma no ogni tanto qualcuno che però noi no per fallire ancora per fallire meglio [Applauso] [Musica] [Applauso] [Musica] K [Musica]