La radioattività è la proprietà tipica di alcuni atomi di emettere radiazioni corpuscolari (particelle a e β; il decadimento a consiste nell’emissione di nuclei di un isotopo dell’elio, formati da due neutroni e due protoni, mentre il decadimento β consiste nell’emissione di un elettrone o di un positrone, cioè un elettrone con carica positiva) ed elettromagnetiche (raggi γ).
La scoperta della radioattività avvenne alla fine del XIX sec. e si deve al fisico francese Becquerel; studiando il fenomeno della fosforescenza, osservò che un composto dell’uranio impressionava una lastra fotografica; poiché la lastra non era stata esposta alla luce, Becquerel ipotizzò che l’uranio emettesse delle proprie radiazioni. Furono i successivi studi di Pierre e Marie Curie che portarono a una maggiore comprensione del fenomeno.
Radioattività deriva proprio dai loro studi; i coniugi Curie studiarono un elemento radioattivo, il radio appunto, e coniarono il termine radioattivo (attività del radio). Grazie all’irradiamento, il nucleo di un elemento radioattivo diventa il nucleo di un altro elemento a sua volta radioattivo, producendo una serie di decadimenti radioattivi fino a ottenere un elemento stabile (in molti casi un isotopo del piombo). L’insieme degli elementi risultanti dai decadimenti successivi viene detto famiglia radioattiva. In natura ne esistono tre: dell’uranio, dell’attinio e del torio.
In seguito al decadimento radioattivo, il numero dei nuclei dell’elemento originario diminuisce progressivamente, secondo una legge esponenziale. Il numero di nuclei presenti al tempo t, N(t), è dato dalla relazione:
N(t)=N0e–λt
dove N0 è il numero iniziale di nuclei, e è la base dei logaritmi naturali e λ è la costante di decadimento, tipica del decadimento in esame.
Il tempo di dimezzamento è il tempo occorrente perché una data quantità di sostanza radioattiva si riduca della metà.
La vita media τ di un nucleo radioattivo è statisticamente il tempo medio che deve trascorrere prima che il radionuclide decada; essa è l’inverso della costante di decadimento ed è uguale al rapporto fra il tempo di dimezzamento e il logaritmo naturale di 2.
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