1. Nucleul atomic

Atomul este alcătuit dintr-un nucleu atomic și electroni care se află în jurul acestuia. Nucleul este foarte mic în comparație cu dimensiunea atomului, dar conține aproape întreaga masă a atomului.

Nucleul este format din:

• protoni – particule cu sarcină electrică pozitivă;
• neutroni – particule neutre, fără sarcină electrică.

Protonii și neutronii se numesc împreună nucleoni.

Numărul de protoni din nucleu determină numărul atomic (Z) și stabilește ce element chimic este reprezentat. De exemplu, toate nucleele care conțin 92 de protoni aparțin elementului uraniu.

Numărul total de protoni și neutroni reprezintă numărul de masă (A):

A = Z + N

unde Z este numărul protonilor, iar N – numărul neutronilor.

2. Ce este radioactivitatea?

Unele nuclee atomice sunt instabile. Ele se transformă spontan în nuclee mai stabile și emit în acest proces radiații. Fenomenul se numește radioactivitate.

Radioactivitatea a fost descoperită în anul 1896 de fizicianul francez Henri Becquerel, iar cercetările asupra fenomenului au fost continuate de Marie și Pierre Curie.

Transformarea unui nucleu instabil într-un alt nucleu se numește dezintegrare radioactivă.

Radioactivitatea poate fi:

• naturală – întâlnită în natură, de exemplu la uraniu, toriu și radiu;
• artificială – obținută prin transformări nucleare produse de om.

3. Principalele tipuri de radiații

În urma dezintegrării radioactive pot fi emise trei tipuri principale de radiații:

Radiația α (alfa) – este formată din particule alcătuite din 2 protoni și 2 neutroni, adică nucleul unui atom de heliu. Are o putere de pătrundere redusă și poate fi oprită, de exemplu, de o foaie de hârtie.

Radiația β (beta) – este formată, în cazul dezintegrării beta minus, din electroni emiși de nucleu. Are o putere de pătrundere mai mare decât radiația alfa și poate fi absorbită de un strat de aluminiu.

Radiația γ (gamma) – este o radiație electromagnetică cu energie mare. Are o putere de pătrundere foarte mare și necesită materiale de protecție speciale, precum plumbul sau betonul gros.

4. Elementele radioactive

Elementele radioactive sunt elemente ale căror nuclee atomice sunt instabile și se dezintegrează spontan.

Printre elementele radioactive cunoscute se numără:

• uraniul (U);
• toriul (Th);
• radiul (Ra);
• poloniul (Po).

În urma dezintegrării, un element radioactiv se poate transforma într-un alt element, până când se ajunge la un nucleu stabil.

5. Timpul de înjumătățire

Radioactivitatea nu se desfășoară în același ritm pentru toate elementele. Pentru fiecare radionuclid există o perioadă caracteristică numită timp de înjumătățire.

Timpul de înjumătățire este intervalul în care numărul nucleelor radioactive dintr-o probă scade la jumătate.

De exemplu, dacă o probă conține 1000 de nuclee radioactive și timpul de înjumătățire este de 10 ani, după 10 ani vor rămâne, în medie, 500 de nuclee radioactive.

6. Utilizarea radioactivității

Radioactivitatea și radiațiile ionizante au numeroase aplicații practice:

• în medicină, pentru diagnostic și tratamentul unor boli;
• în industrie, pentru controlul și verificarea materialelor;
• în cercetarea științifică;
• în producerea energiei nucleare;
• în arheologie, pentru determinarea vârstei unor materiale;
• în anumite sisteme de detectare și măsurare.

În același timp, expunerea necontrolată la radiații ionizante poate fi periculoasă pentru organismele vii. De aceea, utilizarea surselor radioactive se face în condiții stricte de protecție și control.

Reține!

Nucleul atomic este alcătuit din protoni și neutroni.
Radioactivitatea este transformarea spontană a unor nuclee instabile, însoțită de emiterea de radiații.
Principalele tipuri de radiații sunt α, β și γ.
Elementele radioactive au nuclee instabile și se pot transforma în alte nuclee.
Radioactivitatea are aplicații importante în medicină, industrie, cercetare și energetică, dar necesită respectarea strictă a regulilor de protecție.