Decadimento radioattivo
La radioattività, o decadimento radioattivo, è un insieme di processi tramite i quali dei nuclei atomici instabili emettono particelle subatomiche per raggiungere uno stato di stabilità
Non e’ possibile prevedere il momento esatto in cui un atomo instabile decadrà in uno più stabile,
MA
dato un campione di una sostanza radioattiva, si nota che il numero di decadimenti in funzione del tempo segue una precisa legge statistica.
Il numero di decadimenti atteso in un intervallo di tempo dt è proporzionale al numero di atomi presenti.
Questa legge può essere descritta tramite la equazione differenziale del primo ordine :
dN N
che rappresenta un decadimento esponenziale.
è detta costante di decadimento ed è legata ad un’altra costante, indicata solitamente con il simbolo, la vita
media
la cui soluzione è:
e
tN
N
0 La vita media dei vari radionuclidi può variare da 109 anni fino a 10-6 secondi.
Un altro parametro molto usato per descrivere un decadimento radioattivo è il tempo di dimezzamento t1/2.
Dato un campione di un particolare radionuclide, il tempo di dimezzamento indica il tempo impiegato perché il numero di nuclei attivi sia ridotto alla metà del numero iniziale.
L'insieme degli elementi ottenuti per decadimenti successivi costituisce una famiglia radioattiva. In natura esistono tre famiglie radioattive principali: la famiglia dell'uranio, quella dell'attinio e quella del torio
• obiettivo: studiare il decadimento di uno degli isotopi del Protoattinio, m234-Pa.
• contatore Geiger-Muller
• Costruiamo una tabella con i dati raccolti
• Trasferiamo la tabella su un foglio EXCEL
t / s counts / min
15 661
30 621
45 497
60 465
75 381
90 369
105 273
120 241
135 185
150 193
165 149
180 149
195 113
210 89
225 101
• Costruiamo il grafico dei conteggi al
minuto in funzione del tempo in un grafico
– selezione grafico
– dispersione (no linee congiungenti i punti)
decadimento radioattivo
0 100 200 300 400 500 600 700
0 50 100 150 200 250 300 350
tempo (s)
conteggi al minuto
Osserviamo il grafico.
E’ in accordo con quanto ci aspettiamo?
Come varia il numero dei decadimenti?
Qualche informazione più quantitativa:
Grafico con linea di tendenza:
Che significato ha il numero 722.13?
E 0.0088?
Possiamo calcolare con precisione il tempo di dimezzamento?
Confrontiamo il risultato ottenuto dalla nostra misura con le tavole dell’Università di Lund:
