Radiazioni (info per principiante)

[RobertoM]

Salve a tutti, sono completamente ignorante in materia di radiazioni.
Ho cercato in rete delle spiegazioni, ma ho delle grandi lacune e prima di proseguire nello studio, avrei bisogno di sapere una cosa.
In rete ho trovato questo:
"Quando le forze all'interno del nucleo non sono però perfettamente bilanciate (ovvero il nucleo è instabile) questo tende spontaneamente a raggiungere uno stato stabile attraverso l'emissione di una o più particelle."

Quello che non riesco a capire è il numero e la durata della emissione delle particelle.
E da cosa siano composte queste particelle emesse.
Elettroni? Protoni? Neutroni?
Intanto perchè questi atomi che sono rimasti inattivi (e instabili) iniziano a cercare di essere stabili.
Ad esempio, un oggetto radioattivo (ad esempio un cubo di un centimetro di lato) è composto da milioni (o miliardi di atomi?) e quando vengono emesse le particelle, avranno una durata fino a che tutti gli atomi instabili avranno raggiunto la stabilità (giusto?)
Questo processo quanto dura?
Non avviene immediatamente?
Oppure, immaginiamo di avere un oggetto composto solo da un atomo instabile (immaginiamo sia possibile).
L'atomo instabile cercherà la stabilità emettendo una particella.
Non appena la particella è stata emessa e l'atomo ha raggiunto la stabilità, l'oggetto smette di essere radioattivo?
Non riesco a spiegarmi come possano essere radioattivi a distanza di moltissimi anni oggetti piccolissimi come una lancetta di un orologio vecchio.
Nel tempo gli atomi che compongono una lancetta non avrebbero dovuto raggiungere la stabilità?
Immagino che due oggetti composti della stessa materia (immaginiamo sempre due cubi), uno di un millimetro di lato e l'altro di 10 centimetri di lato, emettano radioattività.
Quello più grande resterà radioattivo per molto più tempo, o no?
Scusate se ho scritto delle cavolate, ma non riesco a visualizzare nella mente questa cosa e se non la capisco non posso proseguire con l'imparare cose su questo argomento.
Scusate ancora per le domande magari un pochino elementari, ma non so nulla su questo argomento.
Grazie in anticipo.

[cipndale]

Dubito che in rete si trova solo quella frase.
Sicuramente le risposte alle tue domande devono essere cercate in un libro di fisica e/o chimica di base.
Ecco [External Link Removed for Guests] alcuni in italiano.
Se sei proficiente in inglese la scelta è più ampia [External Link Removed for Guests]
Se questi libri fanno paura allora forse è il caso di iniziare con wikipedia:
[External Link Removed for Guests]

Salve a tutti, sono completamente ignorante in materia di radiazioni.
Ho cercato in rete delle spiegazioni, ma ho delle grandi lacune e prima di proseguire nello studio, avrei bisogno di sapere una cosa.
In rete ho trovato questo:
"Quando le forze all'interno del nucleo non sono però perfettamente bilanciate (ovvero il nucleo è instabile) questo tende spontaneamente a raggiungere uno stato stabile attraverso l'emissione di una o più particelle."

Quello che non riesco a capire è il numero e la durata della emissione delle particelle.
E da cosa siano composte queste particelle emesse.
Elettroni? Protoni? Neutroni?
Intanto perchè questi atomi che sono rimasti inattivi (e instabili) iniziano a cercare di essere stabili.
Ad esempio, un oggetto radioattivo (ad esempio un cubo di un centimetro di lato) è composto da milioni (o miliardi di atomi?) e quando vengono emesse le particelle, avranno una durata fino a che tutti gli atomi instabili avranno raggiunto la stabilità (giusto?)
Questo processo quanto dura?
Non avviene immediatamente?
Oppure, immaginiamo di avere un oggetto composto solo da un atomo instabile (immaginiamo sia possibile).
L'atomo instabile cercherà la stabilità emettendo una particella.
Non appena la particella è stata emessa e l'atomo ha raggiunto la stabilità, l'oggetto smette di essere radioattivo?
Non riesco a spiegarmi come possano essere radioattivi a distanza di moltissimi anni oggetti piccolissimi come una lancetta di un orologio vecchio.
Nel tempo gli atomi che compongono una lancetta non avrebbero dovuto raggiungere la stabilità?
Immagino che due oggetti composti della stessa materia (immaginiamo sempre due cubi), uno di un millimetro di lato e l'altro di 10 centimetri di lato, emettano radioattività.
Quello più grande resterà radioattivo per molto più tempo, o no?
Scusate se ho scritto delle cavolate, ma non riesco a visualizzare nella mente questa cosa e se non la capisco non posso proseguire con l'imparare cose su questo argomento.
Scusate ancora per le domande magari un pochino elementari, ma non so nulla su questo argomento.
Grazie in anticipo.

[RobertoM]

Grazie.
Non so se sbaglio io qualcosa, ma i primi due link non riesco ad aprirli.

[marconmeteo]

Confermo che nemmeno a me li apre.....

[cipndale]

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Proviamo con link estesi.

[cipndale]

English [External Link Removed for Guests]
o
italiano [External Link Removed for Guests]

[marconmeteo]

E' l'accesso al sito dall'Italia che è bloccato. E' possibile tentare attraverso un altro server, ma solo per documentazione in inglese: [External Link Removed for Guests]

[cipndale]

Provate con il browser Opera attivando il VPN.

[eliocor]

I link originali a me funzionano con Firefox+noscript e senza VPN

[Datman]

Provo a dare qualche semplice risposta introduttiva:

>> Quello che non riesco a capire è il numero e la durata della emissione delle particelle.

Ci sono sostanze più o meno attive, con tempi di decadimento diversi: se una sostanza è molto attiva, decade in fretta.

>> Da che cosa sono composte queste particelle emesse? Elettroni? Protoni? Neutroni?

Il decadimento può essere alfa, beta, gamma, neutroni:
ALFA: sono nuclei di Elio
BETA: sono elettroni
GAMMA: sono raggi Gamma, cioè raggi X. In genere si chiamano raggi X quelli prodotti artificialmente con tubi a raggi X, mentre si chiamano raggi Gamma quelli emessi da sostanze radioattive o rese tali.
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>> Un oggetto radioattivo è composto da milioni, miliardi di atomi: quando vengono emesse le particelle, avranno una durata fino a che tutti gli atomi instabili avranno raggiunto la stabilità?

Sì, ma il decadimento è un processo del tutto casuale; quindi, se adesso ci sono un milione di atomi instabili di cui decadono, mediamente, 100 al secondo, quando saranno la metà ne decadranno 50 al secondo. C'è un tempo di dimezzamento caratteristico di ogni elemento, dopo il quale l'emissione dimezza.

>> Non riesco a spiegarmi come possano essere radioattivi a distanza di moltissimi anni oggetti piccolissimi come una lancetta di un orologio vecchio. Nel tempo gli atomi che compongono una lancetta non avrebbero dovuto raggiungere la stabilità?

Hai idea di quanti atomi ci siano nella poca vernicetta che sta sulla lancetta di un vecchio orologio o di una vecchia sveglia?
Questo ragionamento è molto semplicistico, ma rende bene l'idea:
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Quanto è piccolo un atomo?
Posted on 18/07/2014 by verascienza

Quanto sono piccoli gli atomi? E cosa c’è dentro?
La risposta si scopre essere incredibile, anche per quelli che pensano di conoscerla. Questa veloce animazione usa metafore spettacolari (immaginate un mirtillo grande come uno stadio!) per dare un senso viscerale dei mattoncini che compongono il nostro mondo.

Lezione di Jonathan Bergmann, animazione di Cognitive Media:
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Probabilmente sapete già che tutto è costituito da piccolissime cose chiamate atomi. Forse sapete anche che ogni atomo è costituito da particelle ancora più piccole chiamate protoni, neutroni ed elettroni e probabilmente avete sentito dire che gli atomi sono piccoli. Ma scommetto che non avete mai pensato a quanto sono piccoli in realtà. La risposta è che sono veramente, ma veramente veramente piccoli.
Allora vi chiederete: ma quanto sono piccoli gli atomi?
Per capirlo, facciamoci una domanda: quanti atomi ci sono in un pompelmo? Bene, immaginiamo che il pompelmo sia fatto di soli atomi di Azoto, cosa che non è vera, ma nel pompelmo ci sono degli atomi di azoto. Per aiutarvi a visualizzare, gonfiamo ciascun atomo fino alle dimensioni di un mirtillo. Allora quanto diventerebbe grande il pompelmo? Prenderebbe la stessa dimensione, beh, ecco… della terra. Pazzesco! Vuol dire che se riempissi la terra di mirtilli avrei lo stesso numero di atomi di azoto in un pompelmo? Proprio così! Quindi, quanto è grande l’atomo? Beh, è veramente, ma veramente, veramente piccolo. E sapete una cosa? Diventa ancora più pazzesco.

Guardiamo adesso dentro ad ogni atomo — quindi il mirtillo, giusto? Cosa vedete qui? Nel centro dell’atomo si trova una cosa chiamata nucleo, che contiene protoni e neutroni, e sull’esterno si vedono gli elettroni. Quindi quanto è grande il nucleo? Se gli atomi fossero mirtilli nella Terra, il nucleo quanto sarebbe grande? Forse ricordate i disegni dell’atomo nel libro di scienze in cui si vedeva un puntino con una freccia ad indicare il nucleo. Ecco, quei disegni non sono in scala, quindi sono un po’ sbagliati. Allora quanto è grande il nucleo? Se provaste ad aprire il mirtillo, cercando il nucleo, esso sarebbe invisibile, troppo piccolo per poterlo vedere!

OK. Gonfiamo l’atomo — il mirtillo — fino alla grandezza di una casa. Immaginate una palla alta come una casa di due piani. Andiamo a cercare il nucleo nel centro dell’atomo. Sapete, sarebbe a malapena visibile. Quindi, per capire bene quanto è grande il nucleo, dobbiamo gonfiare il mirtillo come uno stadio di calcio. Immaginate una palla delle dimensioni di uno stadio: tuffandoci dritti al centro, il nucleo si potrebbe vedere! Sarebbe grande come una biglia di vetro. Se non siete andati già fuori di testa, c’è dell’altro: consideriamo meglio l’atomo. Contiene protoni, neutroni ed elettroni. Protoni e neutroni vivono dentro il nucleo e contengono quasi tutta la massa dell’atomo. Sul bordo esterno ci sono gli elettroni. Allora, se un atomo è come una palla grande come uno stadio, con il nucleo al centro e gli elettroni sull’esterno, cosa c’è in mezzo tra il nucleo e gli elettroni? Sorpresa… la risposta è: spazio vuoto. Si, proprio vuoto! Tra nucleo ed elettroni ci sono vaste regioni di spazio vuoto. Tecnicamente, ci sono dei campi elettromagnetici ma in termini di materia, di materiale, è vuoto. Ricordate che questa vasta regione di spazio vuoto è dentro il mirtillo, che è dentro la terra, che in realtà sono gli atomi nel pompelmo.

OK, ancora una cosa, ancora più bizzarra: siccome quasi tutta la massa dell’atomo è nel nucleo — c’è un po’ di massa anche negli elettroni, ma la maggior parte è nel nucleo — quanto è denso il nucleo? La risposta è pazzesca. La densità di un tipico nucleo è quattro volte 10 alla 17esima kilogrammi per metro cubo. Ma è difficile da visualizzare. In unità di misura inglesi, 2,5 per 10 alla 16esima libbre per piede cubo. OK, è ancora più difficile da immaginare. OK, facciamo così: facciamo una scatola di 30 centimetri per 30 per 30. Adesso andiamo a prendere tutti i nuclei di una automobile. Le automobili pesano in media 2 tonnellate. Quanti nuclei dell’automobile dovrei mettere nella scatola per avere la scatola 30×30 alla stessa densità del nucleo? Un’auto? Due? Forse cento? No, no e no. La risposta è molto più grande. È 6,2 miliardi. È circa uguale al numero di persone sulla terra. Dunque, se ciascuno sulla terra avesse la propria auto — e non è così — e mettessimo tutte quelle auto nella vostra scatola, quella sarebbe circa la densità di un nucleo. Sto dicendo che se prendeste tutte le auto del mondo e le metteste nella vostra scatola di 30×30 cm, avreste la densità di un nucleo.

OK, rivediamo. L’atomo è veramente, veramente, veramente piccolo. Pensate agli atomi in un pompelmo come a mirtilli nella Terra. Il nucleo è pazzescamente piccolo. Guardate dentro il mirtillo: se fosse grande come uno stadio, il nucleo sarebbe una biglia nel centro. L’atomo è fatto di vaste regioni di spazio vuoto. Il nucleo ha una densità pazzesca. Pensate: mettere tutte quelle auto nella scatola 30×30!...

Mi sento stanco. (Sbadiglio)
Fonte : [External Link Removed for Guests]

>> Immagino che, di due oggetti composti della stessa materia, quello più grande resterà radioattivo per molto più tempo, o no?

No: se è la stessa sostanza, il tempo di dimezzamento è lo stesso. Naturalmente, però, l'oggetto più grande avrà sempre un'emissione maggiore di quello più piccolo, mediamente sempre nello stesso rapporto.