Alfa, beta, gamma a confronto

Testo

Una sorgente radioattiva emette contemporaneamente radiazione $\alpha$, $\beta$ e $\gamma$. Spiega perché un semplice foglio di carta basta a bloccare le $\alpha$, mentre le $\gamma$ attraversano anche piombo spesso alcuni centimetri. Che cosa serve invece per fermare le $\beta$? Motiva la risposta in base alla natura fisica delle tre radiazioni.

Potere penetrante delle tre radiazioni: le $\alpha$ si fermano sulla carta, le $\beta$ su pochi mm di alluminio, le $\gamma$ solo su spessori di piombo.

Soluzione

Radiazione $\alpha$. Sono nuclei di elio ($2$ protoni $+ 2$ neutroni): particelle massicce e con doppia carica. Interagiscono fortemente con gli elettroni della materia e sono quindi molto ionizzanti: cedono tutta la loro energia in uno spazio brevissimo. Bastano un foglio di carta o lo strato superficiale della pelle per fermarle.

Radiazione $\beta$. Sono elettroni (o positroni): molto più leggeri delle $\alpha$ e con carica singola. Ionizzano meno e penetrano di più, ma la carica le rende comunque frenabili. Per fermarle servono pochi millimetri di alluminio (o qualche metro d’aria).

Radiazione $\gamma$. Sono fotoni ad alta energia, elettricamente neutri. Non avendo carica interagiscono poco con la materia e non vengono “frenati” con continuità: possono solo essere assorbiti in urti singoli. Per attenuarle in modo apprezzabile occorrono grandi spessori di materiale denso, come alcuni centimetri di piombo o decimetri di cemento.

Sintesi. L’ordine di penetrazione crescente $\alpha < \beta < \gamma$ riflette carica e massa decrescenti e quindi capacità ionizzante decrescente.

$\ev{\alpha:\text{ carta};\ \beta:\text{ mm Al};\ \gamma:\text{ cm Pb}}$

Collegamenti

Argomenti: Fisica nucleare Concetti: Decadimento radioattivo