Emivita (fisica)

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Tavola periodica colorata in base alla radioattività dell'isotopo maggiormente stabile.

██ Elemento con tutti gli isotopi stabili

██ Elemento radioattivo con isotopi che possiedono tempi di dimezzamento molto lunghi. Emivita di oltre un milione di anni, radioattività nulla o trascurabile

██ Elemento radioattivo con isotopi che possono causare modesti pericoli per la salute. Emivita di più di 500 anni, radioattività paragonabile con i livelli naturali

██ Elemento radioattivo con isotopi che possono causare elevati pericoli per la salute. Emivita di oltre un giorno, livelli di radioattività pericolosi

██ Elemento con isotopi altamente radioattivi

██ Elemento con isotopi estremamente radioattivi

L'emivita (o tempo di dimezzamento) di un isotopo radioattivo è definita come il tempo occorrente perché la metà degli atomi di un campione puro dell'isotopo decadano in un altro elemento. L'emivita è una misura della stabilità di un isotopo: più breve è l'emivita, meno stabile è l'atomo. Il decadimento di un atomo viene detto spontaneo in quanto è possibile determinare la probabilità di decadimento, ma non si può predire quando un determinato atomo decadrà.

Tutti gli atomi di una data sostanza radioattiva hanno la stessa probabilità di disintegrarsi in un dato tempo, di modo che un campione apprezzabile di materiale radioattivo, contenente milioni di atomi, subisca un cambiamento o una disintegrazione, con un tasso costante. Questo tasso con cui il materiale si trasforma è espresso in termini di emivita, il tempo richiesto per la disintegrazione di metà degli atomi inizialmente presenti. Questo tempo è costante per ogni dato isotopo.

L'emivita dei materiali radioattivi varia da frazioni di secondo per i più instabili, fino a miliardi di anni per quelli che sono solo leggermente instabili. Il decadimento si dice avvenga da un nucleo genitore che produce un nucleo figlio. Il decadimento può produrre particelle alfa, particelle beta e neutrini. Raggi gamma possono essere prodotti al termine della diseccitazione del nucleo, ma questo avviene solo dopo che il decadimento alfa o beta hanno avuto luogo. Il decadimento radioattivo risulta in una perdita di massa, che viene convertita in energia (energia di disintegrazione) secondo la formula E = mc2. Spesso il nuclide figlio è anch'esso radioattivo, e così via lungo una linea di varie generazioni successive di nuclei, fino al raggiungimento di un nucleo stabile. Nella tabella seguente sono mostrate le tre serie di decadimento riscontrabili in natura:

Elementi radioattivi naturali
Serie Isotopo di partenza Emivita (in anni) Isotopo stabile finale
radio uranio-238 4,47 × 109  piombo-206
attinio uranio-235 7,04 × 108  piombo-207
torio torio-232 1,41 × 1010  piombo-208

Nota: esistono altri isotopi radioattivi naturali come il Carbonio-14 ma non fanno parte di una serie.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]