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Radioisotopi in natura

  |   Chimica, Chimica Generale

I radioisotopi o radionuclidi possono essere presenti in natura ed essi possono essere classificati come:

1)      Primordiali prodotti in  tempi remoti e ancora presenti in quanto il loro periodo di dimezzamento è così lungo che, ad oggi, non sono ancora decaduti

2)      Cosmogenici prodotti da interazioni di raggi cosmici

3)      Artificiali ottenuti con reazioni nucleari indotte

Quotidianamente ingeriamo e inaliamo radionuclidi presenti nell’aria, nel cibo e nell’acqua. La radioattività naturale è presente nelle rocce, nell’acqua e negli oceani, nei materiali da costruzione. Gli elementi radioattivi sono spesso chiamati isotopi radioattivi o radionuclidi o, più semplicemente, nuclidi.

I radioisotopi sono spesso indicati con il simbolo dell’elemento preceduto da un apice in alto in cui è indicato il numero di massa (somma di protoni e di neutroni) dell’isotopo radioattivo: ad esempio un isotopo radioattivo dell’idrogeno è indicato 3H. Altre volte si preferisce indicare l’isotopo facendo precedere il simbolo dell’elemento sia dal suo numero di massa che dal suo numero atomico (numero di protoni) in basso a sinistra quindi nel caso del precedente isotopo si ha 13H.

Nuclidi primordiali

I radioisotopi primordiali si sono formati con l’universo: essi hanno un tempo di dimezzamento dell’ordine di cento milioni di anni.

In tabella sono riportate alcune informazioni relative ai nuclidi primordiali:

Nuclidi primordiali

Nuclide Simbolo Tempo di dimezzamento
Uranio 235 235U 7.04 · 108 anni
Uranio 238 238U 4.47 · 109 anni
Torio 232 232Th 1.41 · 1010 anni
Radon 222 226Ra 3.82 giorni
Potassio 40 40K 1.28 · 109 anni
Radio 226 226Ra 1.60 · 103 anni

 

Alcuni nuclidi come il Torio 232 passano attraverso una catena di decadimenti successivi prima di arrivare ad un elemento stabile:

232Th → 228Ra → 228Ac → 228Th → 224Ra → 220Rn →216Po → 212Pb → 212Bi → 212Po→ 208Pb (stabile)

I raggi cosmici sono particelle energetiche provenienti dallo spazio esterno a cui è esposta la Terra e si suddividono in radiazioni cosmiche primarie originate da sorgenti stellari, galattiche e dal sole e radiazioni cosmiche secondarie. La parte più esterna dell’atmosfera interagisce con le radiazioni cosmiche primarie e si ottengono nuclidi radioattivi che possono avere lunghi tempi di dimezzamento che risultano, tuttavia più bassi rispetto a quelli dei nuclidi primordiali.

Nuclidi cosmogenici

In tabella sono riportate alcune informazioni relative ai più comuni radioisotopi cosmogenici:

Nuclidi cosmogenici

Nuclide Simbolo Tempo di dimezzamento
Carbonio 14 14C 5730 anni
Tritio 3 3H 12.3 anni
Berillio 7 7Be 53.28 giorni

Nuclidi artificiali

 

La radioattività può essere indotta artificialmente in nuclei stabili tramite reazioni nucleari che consistono nell’urto di una particella come protone, neutrone e particella α con un atomo della materia: la particella incidente viene assorbita e l’atomo colpito cambia natura diventando radioattivo. In tabella sono riportate alcune informazioni relative ai nuclidi artificiali:

Nuclidi artificiali

Nuclide Simbolo Tempo di dimezzamento
Tritio 3 3H 12.3 anni
Iodio 131 131I 8.04 giorni
Iodio 129 129I 1.57 · 107 anni
Cesio 137 137Cs 30.17 anni
Stronzio 90 90Sr 28.78 anni
Tecnezio 99 99Tc 2.11 · 105 anni
Plutonio 239 239Pu 2.41 · 104 anni