La fisica dei corpuscoli/Capitolo 6/9

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Capitolo 6 - Serie di trasformazioni

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9. — Serie di trasformazioni. — Si conoscono già molti casi di trasformazioni radiattiva. Alcuni fenomeni di radiattività temporanea, che da principio aveano avuto nomi vari, sono stati poi riconosciuti come dovuti a trasformazioni radiattive.

Quando un gas è restato in contatto con un sale di una sostanza radiattiva presenta esso stesso una sensibile radiattività che va poi diminuendo più o meno rapidamente1. Se il sale era di radio l’attività del gas è sensibile anche dopo qualche settimana; se di torio, sparisce in 15 minuti; se di attinio in 1 minuto. Così pure un oggetto [p. 140 modifica]esposto per un certo tempo ad un gas radiattivo manifesta una sensibile radiattività.

Questi fenomeni vennero detti di radiattività indotta. Ora questa non può essere dovuta ad un’azione dei raggi delle sostanze radiattive, perchè questi raggi possono uscire anche da un tubo chiuso in cui sia la sostanza; la radiattività indotta invece non si manifesta che sopra corpi che si siano trovati nello stesso ambiente della sostanza radiattiva.

Sembra dunque piuttosto che si sia depositata su quei corpi una sostanza radiattiva. Questa sostanza è appunto quella che prende il nome di emanazione. Quando dall’atomo di radio viene espulsa una particella , ciò che resta costituisce l’emanazione del radio.

L’emanazione del radio è un gas radiattivo, chimicamente inerte, e simile agli altri gas inerti conosciuti, l’elio, l’argon, il cripton, lo xenon. La sua vita è di circa giorni 5,5; il periodo di trasformazione, ossia il tempo necessario perchè la metà della sostanza si trasformi, è di giorni 3,8.

La quantità di emanazione in equilibrio con un grammo di radio prende il nome di curie datogli dal Congresso di Radiologia tenuto in Bruxelles nel 1910 in omaggio ai Signori Curie. Il volume occupato da un curie è di mmc. 0,6.

La densità dell’emanazione fu misurata da Gray e Ramsay2 con la microbilancia. Considerato rispetto all’atomo di idrogeno il peso medio dell’atomo di emanazione dato da più esperienze era di 223. Se si riflette che il peso atomico del radio era di 226,5 e che una particella pesa circa 4, si vede che il valore dato da Gray e Ramsay risponde abbastanza bene alle previsioni. Ed è interessante sapere che la quantità di emanazione pesata era 1/1000 di [p. 141 modifica]milligrammo, e il tubetto in cui era contenuta pesava 30 milligrammi.

L’emanazione è dunque il gas più pesante che si conosce; il suo peso specifico rispetto alla molecola dell’idrogeno è di 111.

L’emanazione si trasforma in ciò che si chiama il Radio A emettendo una particella α. Il radio A si trasforma in radio B emettendo ancora una particella α. Il radio B emette corpuscoli β e raggi γ e si trasforma in radio C. Queste tre specie di radio A, B, C, sono molto attive e quindi a rapida trasformazione. A questi succedono altri tre tipi di radio che prendono il nome di radio D, radio E, radio F, che sono molto meno attivi, e quindi a lenta trasformazione.

Il radio stesso non è una sostanza radiattiva primaria, ma è già il risultato di una serie di trasformazioni. Il capo stipite di questa serie è l’uranio. È un metallo conosciuto, di un colore bianco argenteo, che si estrae dalla pechblenda e dall’uranite. La serie di trasformazioni dell’uranio per processo radiattivo è riassunta nella seguente tabella, in un insieme al nome e all’ordine discendente delle varie sostanze, è riportato il valore medio della vita di ciascuna sostanza e la specie di radiazioni che essa emette.

La determinazione del periodo, o della vita, di una sostanza radiattiva si fa, in generale, osservando la diminuzione di attività nella radiazione.

Per le sostanze il cui periodo di trasformazione è molto lungo, o molto breve, si ricorre a metodi indiretti.

Ciascuno dei corpi che figurano nelle tabelle qui riportate costituisce un elemento chimico. Quelli che hanno un periodo molto breve non possono avere importanza chimica; gli altri possono realmente essere catalogati fra gli elementi conosciuti. [p. 142 modifica]

num. atom elementi durata del periodo radiaz. peso atomico
 
923 Uranio 1 anni? 238.5
   
90 Uranio X anni? 234.5
   
91 Brevium 1,5 giorni β 234.5
   
92 Uranio 2 24,5 giorni α 234.5
   
90 Jonio α 230.5
   
88 Radio 2000 anni α β γ 226.5
   
86 Niton 3,85 giorni α 222.5
   
84 Radio A 3,0 min. α 218.5
   
82 Radio B 26,8 min. β 214.5
   
83 Radio C1 19,5 min. β 214.5
   
84 Radio C2 2 min. α 214.5
   
82 Radio D 16,5 anni β 210.5
   
83 Radio E 5,0 giorno β 210.5
   
84 Radio F o Polonio 136 giorni α 210.5
   
82 Piombo 206.5


Un altro gruppo di trasformazioni radiattive si hanno dal torio. Il torio è uno degli elementi delle terre rare, e si [p. 143 modifica]estrae dalla monazite. La sua attività fu scoperta dalla Curie4 e dallo Schmidt5. Le trasformazioni alle quali dà luogo sono le seguenti:

num. atom. elementi periodo radiaz. peso atomico
90 Torio anni α 232
   
88 Mesotorio 1 5.5 anni β 228
   
89 Mesotorio 2 6.2 ore β γ 228
   
90 Radiotorio 2 anni α 228
   
88 Torio X 3.65 giorni α 224
   
86 Emanazione d. To. 54 secondi α 220
   
84 Torio A 0,14 sec. α 216
   
82 Torio B 10.6 ore β γ 212
   
83 Torio C 60 min. α 212
   
81 Torio D. 3.1 min. β γ 208
   
82 Piombo 208

Una terza serie di sostanze parte dall’attinio. Questo elemento fu scoperto dal Debierne6 mentre esaminava i residui delle analisi fatte dai Curie. È un metallo simile al torio. Il suo peso atomico non si è ancora potuto misurare, [p. 144 modifica]così non si conosce neanche quello dei suoi derivati. Le trasformazioni dell’attinio sono le seguenti:

numero atomico elementi periodo radiazioni
89 Attinio ? β
   
90 Radio-Attinio 19.5 giorni α β
   
88 Attinio X 10.2 giorni α
   
86 Emanazione 3.9 secondi α
   
84 Attinio A 0.0002 sec. α
   
82 Attinio B 36 min. β
   
83 Attinio C 2.1 min. α
   
81 Attinio D 4.71 min. β γ
   
82 Piombo (?)

Note

  1. Rutherford e Soddy. Radio-active Change, Phil. Mag. 5, p. 576 (1903).
  2. Gray e Ramsay, Proc. Roy. Soc., A. 84, p. 536 (1911).
  3. Per il significato del numero atomico vedi il N. 9 del Capitolo IX pag. 227.
  4. M. Curie, C. R. 126, p. 1101 (1898).
  5. Schmidt, Ann. d. Ph. 65, p. 141 (1898).
  6. Debierne, C. R. 129, p. 593 (1899); 130, p. 206 (1900).