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Il fenomeno della radioattività naturale consiste nella disintegrazione spontanea o decadimento, di
nuclidi per loro natura instabili i quali, attraverso una reazione nucleare danno origine a nuclidi diversi
secondo i principali seguenti schemi:
4
decadimento α: emissione di una particella o nucleo di elio ( 2He
) cioè l'emissione di due protoni e due
neutroni, pertanto Z diminuisce di due unità e A di quattro.
Decadimento β - : emissione di un elettrone nucleare con la trasformazione di un neutrone in un protone, in
questo caso, essendo la massa dell'elettrone trascurabile, A non varia mentre Z aumenta di un unità.
Cattura K: cattura nell'interno del nucleo di un elettrone dell'orbita più interna K con conseguente
trasformazione di un protone in neutrone e pertanto Z diminuisce di un unità.
La legge esponenziale che mette in relazione il decadimento radioattivo con il tempo ha la seguente
espressione:
N = N e
dove: N 0 è il numero di nuclei radioattivi presenti al tempo zero.
t
0
80
−λ
t
N t è il numero di nuclei radioattivi presenti al tempo t.
l è la costante di disintegrazione del nucleo radioattivo.
e è la base dei logaritmi naturali o neperiani.
Altre costanti da prendere in considerazione sono:
T 1/2 è il periodo di dimezzamento (half life), cioè è il tempo necessario perché il numero di nuclei
radioattivi si riducano a metà.
τ è la vita media (average live) e si può definire il tempo medio di esistenza dei nuclei radioattivi.
Fra λ, τ e T 1/2 esistono le seguenti relazioni:
1
τ =
λ
T
T
1
2
1
2
ln 2 0. 693
= =
λ λ
= 0. 693τ