Esempio di elementi radioattivi

La parola radioattivo si riferisce a un elemento chimico il cui atomo è instabile e per questo emette continuamente radiazione, che lo porterebbe direttamente ad uno stato di stabilità energetica, oppure ad un altro di instabilità in cui continuerebbe a essere emessa radiazione verso l'esterno in continuazione.

Le emissioni di radiazioni implicano il distacco di particelle subatomiche, quindi l'atomo di un elemento chimico che ha già effettuato ripetute emissioni si trasformerà nell'atomo di un altro elemento chimico più piccolo. La natura radioattiva di alcune sostanze ha portato a ricerche approfondite e allo sviluppo di applicazioni utili per l'uomo.

Scoperta di elementi radioattivi

Nel 1895, Henry becquerel è stato ispirato dalla scoperta dei raggi X di Roentgen per studiare se la fluorescenza emessa dai sali di uranio fosse simile ai raggi X. Dopo aver sperimentato con lastre fotografiche isolato dalla luce del sole, scoprì che i sali di uranio lasciavano un'impronta con la loro forma esatta sui piatti.

Quell'impressione a forma di sali di uranio non aveva niente a che fare con la sua fluorescenza, perché questo appariva solo quando c'era luce. Era, quindi, una forma di energia che si scontrava con le placche, lasciando quella traccia anche al buio. Henry Becquerel chiamò questa energia come raggi Becquerel.

Fu nel 1896 che Marie Curie iniziò il suo esauriente lavoro di indagine sulla natura dei raggi Becquerel. Fu nel 1898 che riportò i suoi risultati e mostrò che c'erano sostanze come il torio e i suoi composti, che avevano effetti come ionizzare l'aria e alterare le lastre fotografiche.

Inoltre, scoprì che il pechblenda minerale aveva un'attività da tre a quattro volte maggiore di quella dell'attuale uranio, motivo per cui si sospettava che in questo minerale potesse essere presente una nuova sostanza. Suo marito Pierre ha collaborato con lei nella ricerca e, dopo aver isolato questo elemento, hanno scoperto che era così fino a quando 400 volte più attivo rispetto all'uranio. Lo chiamano Polonio.

Mentre studiavano ulteriormente il minerale pechblenda, continuavano a precipitare in alcool e in soluzione acquosa una frazione di bario che emetteva radiazioni attive, che risultavano 900 volte maggiore rispetto all'uranio puro. Appartenevano a un altro nuovo elemento, che chiamavano Radio.

Nella radiazione emessa dalla Radio hanno osservato proprietà impressionanti:

• Trasforma l'ossigeno (O₂) nell'ozono (O₃).
• Perossido di idrogeno (H₂O₂).
• Le radiazioni emesse distruggono le cellule viventi. Questa proprietà ha reso questo elemento prezioso nel trattamento del cancro.
• Sali ferrici (Fe⁺³) e mercurico (Hg⁺²) sono ridotti a ferrosi (Fe⁺²) e mercurio (Hg⁺¹).

Radiazioni emesse da elementi radioattivi

Lo scienziato Ernest Rutherford era incaricato di studiare la radiazione degli elementi radioattivi, e li classificò in tre gruppi, secondo il loro comportamento in un campo elettrico o magnetico:

• Raggi alfa o particelle
• Raggi beta o particelle
• Raggi gamma o particelle

Il raggi o particelle alfa hanno una carica positiva, e sono nuclei dell'elemento Elio (He). Si spostano leggermente verso il polo negativo (opposto al positivo) in un campo elettrico e similmente in un campo magnetico. Vengono espulsi dal nucleo dell'elemento radioattivo ad una velocità di 2 * 10⁷SM.

Il raggi beta o particelle hanno una carica negativa e sono elettroni emessa dagli atomi di alcuni elementi a velocità prossime a quella della luce (3*10⁸ SM). La velocità delle particelle beta è maggiore di quella delle particelle alfa, perché un elettrone ha una massa molto più piccola dei nuclei di elio.

Il raggi gamma Non hanno carica, quindi non vengono deviati in un campo elettrico o magnetico. Si è ipotizzato da ciò che non sono costituiti da particelle, ma da onde elettromagnetiche. Sono più penetranti dei raggi X. Ne consegue quindi che la loro lunghezza d'onda è più corta di quella di questi, e che quindi sono raggi più potenti.

Usi di elementi radioattivi

Le emissioni sono sfruttate da elementi radioattivi, poiché hanno proprietà utili per vari scopi industriali e di ricerca. Le sue applicazioni includono:

• Il carbonio-14 è un protagonista nel campo dell'archeologia, poiché ci permette di misurare l'età dei fossili e di tutti i tipi di resti di origine naturale.
• Il uranio-238 e il Plutonio Sono i materiali principali per ottenere l'energia nucleare. Il suo decadimento radioattivo emette una grande quantità di energia che può essere trasformata in elettricità per sostenere i bisogni della popolazione. È l'opzione migliore come energia non inquinante; tuttavia, è pericoloso se c'è un guasto nella centrale nucleare.
• Il Radio è l'elemento la cui radiazione uccide le cellule tumorali durante la chemioterapia. Si è dimostrato efficace per questi trattamenti.

Esempi di elementi radioattivi

• Uranio-238 (U)
• Uranio-239 (U)
• Plutonio (Pu)
• Polonio (Po)
• Raggio (Ra)
• Torio (Th)
• Radon (Rn)
• Protattinio (Pa)
• Carbonio-14 (C)
• Iodio-131
• Idrogeno-3 (trizio)