Chimica nucleare e le reazioni che modificano il nucleo atomico
La chimica nucleare è una branca della chimica che studia le reazioni che alterano la natura del nucleo atomico. Attraverso la comprensione di tali reazioni, è possibile identificare i meccanismi e le caratteristiche dei decadimenti radioattivi. Le applicazioni principali di questa disciplina spaziano dal campo medico alla produzione di energia, e alla protezione dell’ambiente. La chimica nucleare si concentra anche sullo studio delle operazioni coinvolte nella produzione di combustibili nucleari.
I
nuclidi
sono gli elementi di cui si conosce il numero atomico Z, il numero di massa A e quindi anche il numero di protoni (A-Z). Gliisotopi
sono due nuclidi di uno stesso elemento con lo stesso numero atomico ma diverso numero di massa. La stabilità di un nucleo è legata alla sua energia nucleare di legame, e questa energia si manifesta come difetto di massa calcolato attraverso la differenza tra la massa ottenuta sommando i nucleoni e la massa nucleare calcolata sperimentalmente.Il
decadimento radioattivo
avviene con l’emissione di diverse radiazioni, tra cui i raggi alfa, i raggi beta e i raggi gamma. La stabilità di un nucleo è correlata alla sua propensione a emettere radiazioni e dipende dal rapporto tra il numero di neutroni e il numero di protoni.I diversi tipi di decadimento, come il decadimento alfa, il decadimento beta-meno, il decadimento beta-più e la cattura di un elettrone, portano a diverse trasformazioni dei nuclidi. L’energia svolta durante tali reazioni può essere calcolata in base alla relazione di Einstein E=mc^2.
Questo campo di studio presenta molteplici applicazioni sia pratiche che teoriche, aprendo la strada a diversi esercizi e problemi che richiedono competenze e conoscenze specifiche. Il lavoro della chimica nucleare è vitale per molteplici settori, dall’energia alla medicina, e offre spunti interessanti per la comprensione e l’innovazione in vari ambiti scientifici.