Coțaga Miahela clasa a XII-a „A”

Radioactivitatea este un fenomen fizic prin care nucleul unui atom instabil, numit și radioizotop, se transformă spontan (se dezintegrează), degajând energie sub formă de radiații diverse (alfa, beta sau gama), într-un atom mai stabil. Prin dezintegrare atomul pierde și o parte din masă. Termenul de radioactivitate a fost folosit pentru prima dată de Marie Curie.

Pentru a se înțelege fenomenul de radioactivitate trebuie pornit de la structura atomului, care are în centru un nucleu în jurul căruia orbitează electronii. Nucleul este format din particule încărcate pozitiv protoni și particule neutre neutroni, denumite generic nucleoni. Toți atomii 

unui element chimic au același număr de protoni, dar pot avea numere diferite de neutroni. În funcție de numărul de nucleoni elementul chimic are mai multe specii numite izotopi.

În interiorul nucleului acționează două tipuri de forțe: forța de respingere dintre protoni (de natură electrică) și forța de atracție dintre nucleoni (de natură nucleară). Când cele două forțe sunt în echilibru izotopul este stabil. Pentru nucleele care conțin neutroni în exces cele două 

forțe nu mai sunt în echilibru, iar izotopul este instabil și se dezintegrează spontan prin emisie de radiații.

Spre exemplu izotopul 20983 Bi are 83 de protoni și 126 neutroni și

este un izotop stabil. Izotopul 21183Bi are doi neutroni în plus și

este instabil. Pentru a atinge stabilitatea nucleul 21183Bi emite o

particulă alfa. Acești izotopi sunt radioactivi.

Dezintegrarea radioactivă este fenomenul spontan prin care nucleul unui izotop radioactiv instabil emite

radiații nucleare. Transformarea unui element radioactiv în alt

element prin dezintegrare se mai numește și transmutație nucleară

naturală. Procesul nu depinde de temperatură, presiune sau de combinația chimică în care apare

atomul al cărui nucleu suferă dezintegrarea. Pe de altă parte,

dezintegrarea este un fenomen aleator: nu se poate

determina când se va dezintegra un anumit nucleu atomic, deși pentru o

populație mare de nuclee de un anumit tip se poate estima câte

nuclee vor suferi dezintegrarea într-un anumit interval de timp.

Dezintegrarea alfa este procesul prin care din nucleul atomic se emite o particulă alfa (doi protoni și doi

neutroni), cu apariția unui atom având numărul atomic diminuat cu 2 și numărul de masă diminuat cu 4.

23892U →234

90Th + 42He

Dezintegrarea beta este procesul prin care nucleul atomic emite particule beta (electron sau pozitron) pentru a

obține număul optim de protoni și neutroni. Există două tipuri de dezintegrare beta: beta minus (β-) când se emite un electron și beta plus (β+) când se emite un pozitron. La

dezintegrarea beta minus se mai emite ș o particulă antineutrino în timp ce la dezintegrarea beta plus

se emite o particulă neutrino

13755Cs →137

56Ba + -e + antineutrino

2211Na →22

10Ne + +e + neutrinoDezintegrarea gama numită și tranzție izomerică este

procesul prin care nucleul având o stare excitată metastabilă (izomer) emite radiație gama pentru a reveni la starea stabilă cu energie mai scăzută. Starea izomeră

poate apărea în urma dezintegrării alfa sau beta sau prin alte reacții nucleare. Cel mai stabil nucleu izomer

este 180m 73Ta care are o abundență de 1/8300 și un timp de înjumătățire de 10 15 ani, sensibil mai mare decât vârsta

universului.

Dezintegrarea spontană este un fenomen de transformare a atomilor grei prin procese radioactive. Nucleul atomic se va despica în două sau mai multe fragmente, respectând regula prin care două fragmente rezultate vor avea totdeauna dimensiuni egale. Suma masei fragmentelor rezultate fiind egală cu masa nucleului inițial.

Diferite moduri de dezintegrare a unui nuclid radioactiv. Vertical: numărul atomic, orizontal: numărul de neutroni

Acest fenomen are loc la nucleii cu un număr mic de protoni. 5He → 4He + 1n9B → 8Be + 1p

Dezintegrarea tip Cluster

In acest caz în loc de emisiune de protoni sau neutroni, are loc o emisiune de nuclei mari atomici:

Dezintegrarea prin doi protoni

Acest fenomen are loc în cazul unei emisiuni intense de protoni, ca de exemplu în cazul 45

fierului) când doi protoni colidează simultan cu nucleul, fiind posibilă chiar emisiunea simultană a 2 protoni. 45Fe →43Cr + 2 1p

Dezintegrare tip gamma

Se produce când nucleii atomici, după o dezintegrare, sunt încărcați cu energie mare, radiațiile γ fiind unde electromagnetice de înaltă frecvență. Această emisiune nu produce transformări ale protonilor sau neutronilor nucleari, ci numai în cazul emisiilor α și β, ca de exemplu:

În natură radioactivitatea a fost prezentă de la început. Cei peste 60 radionuclizi prezenți în natură se clasifică în trei categorii: 1. Primordiali – 

prezenți de la formarea Pământului; 2. Cosmogenici – formați în urma interacției cu radiația cosmică; 3. Produși sau potențați de om – formați prin 

activități umane. Radionuclizii se găsesc în roci, aer, apă, sol și în organismele vii, inclusiv cel 

uman.

Mulțumesc