Le radiazioni beta ( decadimento β )
Le radiazioni beta ( β ) sono emesse dai nuclei atomici instabili che hanno una quantità di neutroni maggiore o minore dei protoni.
Cos'è una radiazione beta
La radiazione beta è una particella con carica negativa o positiva e una massa pari a quella dell'elettrone.
Questa particella ha origine durante il processo di decadimento beta.
Il decadimento beta
Un nucleo instabile decade in un altro nucleo emettendo un elettrone o un positrone. Possono verificarsi due tipi di decadimento beta, in caso di eccesso o difetto di neutroni.
L'eccesso di neutroni ( radiazioni β- )
Quando il nucleo ha una quantità in eccesso di neutroni, viene espulso un elettrone dall'atomo.
L'emissione di una particella con carica negativa dà origine alla radiazione beta negativa ( β- ).
Dopo l'emissione dell'elettrone ( particella β- ) nel nucleo atomico un neutrone si trasforma in protone.
Alla fine del processo di decadimento il numero atomico ( Z ) dell'atomo è aumentato di un'unità mentre il numero di massa ( A ) è uguale.
Il difetto di neutroni ( radiazioni β+ )
Quando il nucleo ha un numero minore di neutroni rispetto ai protoni, dall'atomo viene espulso un positrone.
Cos'è un positrone? Il positrone è una particella di carica positiva che ha la stessa massa dell'elettrone. E' una particella di antimateria.
L'emissione di una particella con carica positiva dà origine alla radiazione beta positiva ( β+ ).
Dopo l'emissione del positrone ( particella β+ ) nel nucleo atomico un protone si trasforma in un neutrone.
In questo caso, il numero atomico ( Z ) dell'atomo si è ridotto di un'unità mentre il numero di massa ( A ) del nucleo è sempre uguale.
Le radiazioni gamma
In alcuni processi di decadimento beta si verifica anche l'emissione della radiazione gamma.
Quando i nucleoni si trovano in uno stato di eccitazione nel nucleo, questi occupano un livello energetico superiore.
Al ritorno al loro stato fondamentale, una parte dell'energia nucleare in eccesso viene espulsa sotto forma di fotoni ( radiazioni gamma ).
Nota. E' un processo simile al salto di livello energetico degli elettroni negli orbitali dell'atomo. Tuttavia, nel caso dei nucleoni ( protoni e neutroni ) il salto energetico all'interno del nucleo genera una quantità di energia notevolmente superiore.
La radiazione γ è carica di energia ed è particolarmente penetrante, molto più delle radiazioni alfa e beta.
L'emissione dei neutrini
In alcuni processi di decadimento β l'energia emessa dal nucleo atomico tramite la particella beta ( β ) e la radiazione gamma ( γ ) non veicola tutta l'energia nucleare presente in eccesso.
Una parte dell'energia mancante viene rilasciata dal nucleo atomico sotto forma di un'altra particella, detta neutrino.
Cos'è un neutrino
Si tratta di una particella subatomica elementare quasi priva di massa, ha una massa piccolissima, con carica elettrica nulla. Viene rilasciata nel decadimento Beta.
Esistono due tipi di neutrini:
- Neutrino. E' emesso durante il decadimento B+.
- Antineutrino. E' emesso nel decadimento B-. Ha alcune proprietà opposte rispetto al neutrino.
Un esempio di reazione nucleare
La seguente reazione nucleare mostra il decadimento beta negativo del Torio-234. Il nucleo emette un elettrone ( e- ) e un neutrone si trasforma in protone. Dal nucleo fuoriesce anche un antineutrino ( v ).
Il nucleo atomico finale non è più un isotopo del torio ( Th ) bensì del protoattinio ( Pa ) poiché è cambiata la composizione dei nucleoni e il numero atomico ( da 90 a 91 ) a parità di massa atomica ( 234 ). Il prodotto finale è un altro elemento chimico.
