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Che cos’è la radioattività?
E’ un processo che la natura usa spesso
per trasformare un nucleo atomico
strutturalmente instabile
in un nucleo stabile.
Il mezzo utilizzato per compiere
questa trasformazione
è costituito dall’emissione di particelle
(α, β, γ, p, n) dal nucleo instabile.
In natura esistono
circa 270 nuclei stabili
circa 1000 nuclei instabili
X
In laboratorio
si sono
prodotti artificialmente
circa 1500 nuclei instabili
Elementi radioattivi sono naturalmente presenti :
nell’atmosfera
nel sottosuolo
nelle acque
Sorgenti terrestri
nei vegetali e negli animali
Æ Radionuclidi naturali
nel corpo umano
Sorgenti extraterrestri
Æ Raggi cosmici
… il marketing della radioattività negli anni ’30…
Radionuclidi
di
lidi naturali
li primordiali
i
di li
Æ famiglie radioattive naturali
Nucleosintesi delle stelle
(nascita Sistema Solare)
LA RADIAZIONE E
E’…
9 INODORE
9 INVISIBILE
9 SILENZIOSA
Radionuclidi naturali cosmogenici
Reazioni nucleari tra radiazione
cosmica e atmosfera o terra
(es. Carbonio-14)
Come facciamo a sentire/vedere la radioattività?
La strumentazione di misura
Ogni interazione della radiazione con il rivelatore è trasformata
in un impulso di corrente/tensione che può essere:
9 Inviato ad un altoparlante («ticchettio» del contatore Geiger)
9 Inviato ad un visualizzatore del segnale (oscilloscopio)
9 Inviato ad un modulo elettronico (ADC) che fornisce l’istogramma dell’ energia
(l’energia rilasciata è proporzionale all’altezza dell’impulso)
Setup sperimentale «general purpose»
già disponibile grazie all’INFN per scopi di ricerca
Oscilloscopio
2 Rivelatori a cristalli
inorganici NaI(Tl)
Modulo elettronico ADC (Analog to
PC + Software per
gli spettri gamma
Digital Converter)
Verifica: misura di radioattività naturale ambientale
Con lastre di piombo di 5 cm di spessore
si è costruita una camera nella quale viene
abbattuto quasi totalmente il fondo naturale
di gamma (raggi cosmici a bassa energia, pareti,…)
Dove possiamo trovare la radioattività?
Al supermercato!
… e qualche volta anche per strada!
NOVAZZA
PRESOLANA
In casa!
CLUSONE
VAL SERIANA
LAGO D’ISEO
BERGAMO
I nostri preziosi reperti
Picco (1460 keV) del Potassio-40
evidenziato in un prodotto commerciale
di sale dietetico iposodico
Picco (609 keV) del Bismuto-214 (catena
di decadimento del radio) in una sveglia
contenente radio nella parte fosforescente
Ma sono davvero minerali d’uranio?
Bisogna verificarlo sperimentalmente,
misurando l’energia delle radiazioni emesse
e confrontando i risultati
con i valori tipici delle rocce uranifere
Il decadimento dell’uranio
L’Uranio-238, formatosi circa 109 anni fa alla nascita della Terra , decade molto lentamente
in altri radioisotopi, che a loro volta decadono molto più velocemente l’uno nell’altro
fino a raggiungere la stabilità nel Piombo-206
Æequilibrio secolare delle famiglie radioattive naturali
tutti i radioisotopi della catena sono contemporaneamente presenti!
La “carta d’identità” dell’uranio
Gli spettri della radiazione gamma emessa dalle
rocce uranifere contengono la “firma” (picchi a
energie fisse) di tutti i decadimenti radioattivi
della catena dell’uranio
Emissione β+
Spettro di un campione
di roccia di Novazza
N=numero di neutrroni
Emissione β−
Emissione α
1 23 4
5
1
Z=numero di protoni
Spettro di un campione
di roccia contenente fosfati
(circa 50-200 parti per milione di uranio)
4
2 3
5
Adc channels
