Fisica nucleare

Il neutrone

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Il nucleo nasce nel 1913 con l'atomo planetario di Rutherford, il cui celebre modello descrive un atomo praticamente vuoto con un piccolissimo nucleo centrale positivo. Il nucleo era però un oggetto del tutto misterioso. Negli anni successivi Rutherford proseguì le sue ricerche nel campo della radioattività, giungendo ad un risultato invano inseguito dagli alchimisti del tempo passato: la trasmutazione degli elementi.

Le particelle α emesse da sostanze radioattive furono usate come proiettili per bombardare atomi: nel 1919 Rutherford scoprì che bombardando l'azoto con tali particelle otteneva nuclei di ossigeno e protoni liberi.

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Anni più tardi, a Parigi, nel 1931, la figlia di Marie Curie, Irène Curie insieme al marito Frederik Joliot scopre che bombardando il berillio con particelle α si ottiene carbonio e una misteriosa radiazione molto penetrante che fu ipotizzata come radiazione γ. Dai calcoli però risultava che se la radiazione fosse stata di origine elettromagnetica, sarebbe stato violato il principio di conservazione dell'energia!

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Per spiegare l'origine delle misteriose radiazioni scoperte a Parigi da Irène Curie, il fisico inglese James Chadwick ipotizzò, nel 1932, l'esistenza nel nucleo di una nuova particella neutra con massa quasi uguale a quella del protone: il neutrone. Questo gli valse il premio Nobel per la Fisica qualche anno più tardi.

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La misteriosa radiazione di Parigi era quindi costituita da neutroni: il bombardamento del berillio (Be) con particelle α (He) effettuato dai coniugi Joliot trasforma il berillio in carbonio (C) ed espelle un neutrone. Osserva come nella reazione nuleare sia conservato il numero di massa (scritto in apice) e il numero atomico (scritto in pedice):

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