SCIENZA A SCUOLA

Esperienze scolastiche


Radioattività artificiale prodotta dal bombardamento con neutroni

Le Prix Nobel en 1938, Les Conférences Nobel Stockolm p. 1-8 (1939)
[ Note e Memorie vol I, pag. 1037-1043 ]
[...] Il nucleo che rimane come prodotto di disintegrazione coincide a volte con uno dei nuclei stabili, noti dall'analisi isotopica; molto spesso, tuttavia, questo non avviene. Il nucleo prodotto è quindi diverso da tutti i nuclei "naturali"; il motivo è che il nucleo prodotto non è stabile. Esso si disintegra a sua volta, con una vita media caratteristica del nucleo, per mezzo dell'emissione di un elettrone (positivo o negativo), fino a che esso alla fine raggiunge una forma stabile. L'emissione degli elettroni che segue con un certo ritardo nel tempo la prima disintegrazione praticamente istantanea, è la cosiddetta radioattività artificiale, e fu scoperta da Joliot e Irène Curie alla fine dell'anno 1933.
Questi autori ottennero i primi casi di radioattività artificiale bombardando boro, magnesio e alluminio con particelle a provenienti da una sorgente di polonio. Essi produssero tre isotopi radioattivi dell'azoto, silicio e fosforo, e furono poi in grado di separare chimicamente l'attività dalla massa degli atomi immodificati della sostanza bombardata.

IL BOMBARDAMENTO DEI NEUTRONI

Immediatamente dopo queste scoperte, apparve evidente che le particelle a non rappresentavano probabilmente il solo tipo di proiettile bombardante per la produzione di radioattività artificiale. Decisi pertanto di indagare da questo punto di vista gli effetti del bombardamento con i neutroni.
Rispetto alle particelle a, i neutroni hanno l'evidente svantaggio che le sorgenti di neutroni disponibili emettono solo un numero comparabilmente più piccolo di neutroni. Infatti i neutroni sono emessi come prodotti delle reazioni nucleari, la cui produzione è solo di rado maggiore di 10-4. Questo svantaggio è, tuttavia, compensato dal fatto che i neutroni, non avendo carica elettrica, possono raggiungere i nuclei di tutti gli atomi, senza essere respinti dalla barriera di potenziale, dovuta al campo coulombiano che circonda il nucleo. Inoltre, poiché i neutroni non interagiscono in pratica con gli elettroni, il loro range è molto grande, e la probabilità di una collisione nucleare è corrispondentemente maggiore che nel caso del bombardamento con particelle a o protoni. In pratica, i neutroni erano già noti come efficaci generatori di alcune disintegrazioni nucleari.
Come sorgente di neutroni in queste ricerche ho usato un piccolo bulbo di vetro contenente polvere di berillio e radon. Con quantità di radon di 800 millicurie una tale sorgente emette circa 2 x 107 neutroni al secondo. Questo numero è naturalmente molto piccolo confrontato alla produzione di neutroni che si può ottenere dai ciclotroni o da tubi ad alta tensione. Le piccole dimensioni, la perfetta stabilità e l'estrema semplicità sono, pertanto, sono caratteristiche molto vantaggiose delle sorgenti radon + berillio.[...]

La proclamazione ufficiale recita: "per le sue dimostrazioni dell'esistenza di nuovi elementi radioattivi prodotti dall'irradiazione con neutroni, e per le scoperte correlate delle reazioni nucleari prodotte con neutroni lenti".
La comunicazione ufficiale del conferimento del premio fu data dal Prof. H. Pleijel dell'Accademia Svedese che concluse con le seguenti parole in italiano:

"Professor Fermi,
La Reale Accademia Svedese delle Scienze ha assegnato a Voi il Premio Nobel per la Fisica Millenovecentotrentotto, per la Vostra scoperta di nuove sostanze radioattive appartenenti all'intero campo degli elementi e per la scoperta, da Voi fatta nel corso di tali studi, del potere selettivo dei neutroni lenti.
Vi presentiamo le nostre congratulazioni e Vi esprimiamo la più viva ammirazione per le Vostre geniali ricerche, che gettano nuova luce sulla costituzione dei nuclei atomici ed aprono nuovi orizzonti all'ulteriore sviluppo delle indagini atomiche.
Vi prego ora di ricevere il Premio Nobel dalle mani di Sua Maestà il Re
."


Enrico Fermi riceve il premio Nobel
 
Fermi in occasione del ricevimento del Nobel