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La Radioattività è un fenomeno per cui il nucleo di un elemento instabile (detto radioattivo), una volta disintegrato, emette particelle subatomiche e onde elettromagnetiche, trasformandosi nel nucleo di un altro elemento con diverse proprietà chimiche e fisiche.

Tale trasformazione prende il nome di decadimento radioattivo e può avvenire spontaneamente (radioattività naturale), oppure attraverso il bombardamento con particelle elementari o particolari radiazioni (radioattività artificiale o indotta).

La scoperta della radioattività fu del tutto casuale ...

... nel 1896 il fisico francese Henri Becquerel stava effettuando degli esperimenti sulla fluorescenza dei sali di Uranio esposti alla luce ma, a causa di una lunga serie di giornate nebbiose, fu costretto ad interrompere il tutto. Becquerel allora chiuse momentaneamente, in un cassetto, delle lastre fotografiche avvolte in carta nera, insieme ad un frammento del minerale usato per la sua ricerca. Dopo alcuni giorni, sviluppando le lastre, si accorse che erano velate come se avessero “preso luce”. Cercò di ripetere il fenomeno con una lastra vergine e ottenne lo stesso risultato.

Becquerel capì, allora, che il minerale di Uranio era in grado di emettere spontaneamente delle radiazioni luminose (radioattività naturale), senza essere influenzato da eventuali esposizioni alla luce solare. Continuando ad esaminare il fenomeno, il fisico scoprì anche che la Pechblenda (minerale contenente Uranio) aveva un’attività radioattiva maggiore rispetto al suo contenuto in Uranio, e dedusse che doveva esistere un altro elemento capace di impressionare le lastre fotografiche.

Becquerel, in seguito, chiese ai due chimici francesi Marie e Pierre Curie, di ricercare la sostanza, causa del fenomeno da lui osservato.

I due coniugi, dopo alcuni esperimenti, dichiararono che la luminescenza era dovuta alla presenza di due elementi: il Polonio, che una volta colpito dai raggi solari e di altra natura diventava luminescente, e il Radio, che per disintegrazione di alcuni suoi atomi emetteva spontaneamente delle radiazioni.

Era il 1898 quando fu consegnata alla Storia della Scienza la scoperta del Radio e del Polonio.

In un secondo tempo venne osservata la radioattività del Torio, dell’Attinio e del Radon. Dopo questi sorprendenti risultati, nei decenni successivi il fenomeno fu ampiamente studiato dagli scienziati di tutto il mondo.

Ernest Rutherford scoprì nelle radiazioni la presenza di due componenti: le particelle α e le particelle β, queste ultime caratterizzate da un potere penetrante 100 volte maggiore. In esperimenti successivi, la radiazione, esposta a campi elettrici e magnetici, rivelò l’esistenza di una sua terza componente ad alta energia: i raggi γ. Fu poi dimostrato che questi tre tipi di radiazione erano costituiti da nuclei di elio (p. α), da elettroni veloci (p. β) e da radiazioni elettromagnetiche (r. γ) della stessa natura dei raggi X, ma con lunghezza d’onda molto più corta.

Si notò soprattutto che la radioattività, a differenza della maggior parte dei fenomeni fisici e chimici, non è influenzata da cambiamenti di temperatura, dalla pressione o da reazioni chimiche, ma è una proprietà particolare dei nuclei atomici.

Nel 1911 Rutherford, in seguito agli esperimenti di diffusione di particelle α da parte di lamine metalliche, condotti da H. Geiger e E. Marsden, suppose che l’atomo fosse composto da un nucleo centrale, nel quale era concentrata la parte maggiore della massa, e da un certo numero di elettroni che orbitavano nello spazio, intorno al nucleo stesso.

Successivamente, nel 1919, Rutherford scoprì che i nuclei atomici potevano essere disintegrati artificialmente attraverso bombardamento con particelle α, trasformandoli, in tal modo, in nuclei di atomi diversi. Egli riuscì a far penetrare le particelle α, emanate dal Polonio radioattivo (Po), all’interno di un atomo di azoto (N), scoprendo che quest’ultimo emetteva un protone, il quale urtava contro lo schermo fluorescente provocando una piccolissima scintilla di luce.

Il fisico britannico Sir James Chadwick, nell’anno 1932, constatò che il Berillio, dopo essere stato bombardato con particelle α, emetteva una particella priva di carica elettrica (con peso quasi uguale a quello di un protone) che chiamò neutrone, perché elettricamente neutra.

Nello stesso anno, i fisici inglesi Sir John Cockcroft e Ernest Walton scoprirono che una lastra di Litio, urtata con dei protoni emanati ad alta velocità, emetteva particelle α.

Furono i chimici francesi Frèdèric Joliot e Irène Curie che, nel 1934, bombardando l’Alluminio con particelle α, riuscirono a creare artificialmente la prima sostanza radioattiva: i nuclei di Alluminio catturavano le particelle ed emettevano neutroni trasformandosi in un isotopo del Fosforo, che decadeva emettendo positroni (“elettroni” con carica elettrica positiva) in breve tempo.

Un anno dopo Enrico Fermi accertò che, attraverso il bombardamento con neutroni, tutti gli elementi potevano essere resi radioattivi artificialmente.

Il risultato di questa intensa attività di ricerca è l’attuale conoscenza di moltissimi isotopi radioattivi di vari elementi, divenuti ormai di vitale importanza nel campo medico, industriale e agricolo.

Bibliografia

• Armando Curcio, Grande Enciclopedia Medica, Curcio, Roma 1985
• Arnoldo Mondadori, I Mondi dell’ uomo - Materia, Mondadori, Verona 1971
• Grande Dizionario Enciclopedico, UTET, Torino 1988
• Aldo Garzanti, Enciclopedia Europea, Garzanti, Milano 1976
• Arnoldo Mondadori, Enciclopedia della Scienza e della Tecnica - Est, Milano 1963 and 1970
• Giovanni Treccani, Enciclopedia Italiana Volume XXVIII, Treccani, Roma 1949

Iconografia

• Microsoft Encarta, Enciclopedia 2002. Microsoft Corporation