trasmutazioni degli elementi

Trasmutazioni naturali ed artificiali degli elementi chimici Un elemento chimico può modificare la sua natura se cambia il suo numero di protoni presenti nel nucleo,Z tale cambiamento spontaneo può avvenire mediante varie modalità (cfr.radio2) decadimento beta negativo decadimento beta positivo decadimento alfa cattura eKappa

Simbologia utilizzata per esempi seguenti Nuclide originario(A,Z) ----->Nuclide prodotto(A,Z)+radiazione decadimento beta- X(100,40) ---> Y(100,41) + e- decadimento beta+ X(100,40) ---> Y(100,39) + e+ decadimento alfa X(100,40) ---> Y(96,38) + alfa cattura eKappa X(100,40) ---> Y(100,39) Descrizione di trasmutazioni ottenute artificialmente

Si possono colpire i nuclei degli elementi usando particelle cariche(protoni,alfa,ioni) adeguatamente accelerate per conferire loro la energia necessaria per vincere la repulsione elettrostatica da parte dei protoni nucleari oppure neutroni disponibili nei reattori nucleari: l’interazione tra particelle usate come proiettili con i nuclei possono produrre diverse variazioni nei nuclei colpiti: possono assorbire la particella e modificare A,Z possono assorbire la particella e modificare A possono assorbire la particella e modificare Z ed emettere altre particelle… Possono diventare isotopi instabili,radioattivi

Simbologia utilizzata per esempi seguenti n = protone(1,1+) p =neutrone(1,0) a = particelle alfa(4,2+) Nuclide1(A,Z) + proiettile----->Nuclide2 (A,Z)+particella X(100,40) + p ---> Y(100,41) + e- X(100,40) ---> Y(100,39) + e+ X(100,40) ---> Y(96,38) + alfa X(100,40) ---> Y(100,39) altra simbologia Nuclide1(A,Z) (proiettile,particella) Nuclide2

X(100,50)+alfa(4,2+) -->Y(103,52) + n(1,0) X(100,50) + p(1,1+) ---> Y(101,51) X(100,50) + n(1,0) --->X(101,50) X(100,50)+alfa(4,2+) -->Y(103,52) + n(1,0) X(100,50) + p (1,1+)---->Y(100,51) + n(1,0) X(100,50) + n(1,0) --->Y(97,48) + alfa(4,2+) X(100,50) + alfa(4,2+) ---> Y(104,51) + beta+

X(100,50) + p(1,1+) ---> Y(101,51) +

X(100,50) + p(1,1+) ---> Y(100,51) + n(1,0) X(100,50) + alfa(4,2+) ---> Y(103,51) + p(1,1+) +

Colpendo con un neutrone un nucleo di uranio(238,92) si ottiene un isotopo dell’uranio(239,92) che risulta instabile e rapidamente(dopo pochi minuti) subisce un decadimento beta negativo trasmutandosi in un nuovo elemento neptunio(239,93) transuranico a sua volta instabile che decade con altro decadimento beta negativo trasmutandosi in un altro elemento pure instabile ma che decade su lungo periodo plutonio(239,40)

Trasmutazione artificiale:produzione elementi transuranici U(328,92) + n(1,0) ----> U(239,92) ---->Np(239,93) --->Pu(239,40) e- e- e- e- Trasmutazione artificiale:produzione elementi transuranici

Un isotopo dell’uranio, uranio(235,92) se colpito da un neutrone lo trattiene nel nucleo per pochissimi istanti diventando instabile segue una immediata disgregazione dell’atomo FISSIONE in due frammenti,X,Y (tra circa 20 tipi diversi) con dimensioni simili e intermedie rispetto al nuclide di uranio dotati di elevata energia cinetica insieme a 2-3 neutroni e raggi gamma Questo fenomeno è detto fissione ed avviene con liberazione di una grande quantità di energia:cfr.applicazioni in radio4

U(235,92) + n(1,0) ----> U(236,92) ---> X( 130,50)+Y(103,42)+3n(1,0)

fine presentazione arrivederci