Riconoscimento di radionuclidi dall'andamento orario
dei conteggi di un preparato radioattivo
Dr. Adolfo Esposito
Esperto Qualificato
LNF - INFN
SORGENTI RADIOATTIVE
Si preferisce specificare l’intensità della sorgente dal numero di disintegrazioni
dell’unità di tempo piuttosto che dal numero di particelle emesse.
In generale i decadimenti sono molto complessi.
A
SI
dN
dt
1Bq  s -1
10 1
1 Ci  3.7x10 s
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orario dei conteggi di un preparato radioattivo
12/21/2015 6:53 PM
Dr. Adolfo Esposito
LEGGE DEL DECADIMENTO RADIOATTIVO
Detto N il numero di nuclei instabili al tempo t dN è la variazione dei nuclei
instabili nel tempo dt
dN
N
dt
dN
  N
dt
= dP/dt è la costante di decadimento. Ha la dimensione [t ] e rappresenta la
-1
probabilità che un nucleo instabile decada spontaneamente nell’unita’ di tempo.
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Trasformando la relazione precedente si ha:
Integrando fra il tempo t=0 e t= t si avrà
dN
  dt
N
t
dN(t)
o N(t)  odt
t
ln N(t)  ln N(0)   t (1)
N(t)
ln
  t
N(0)
N  N(0)e  t
Volendo ricavare  basterà graficare su carta semilogaritmica l’equazione (1)
che è esattamente l’equazione di una retta, il cui coefficiente angolare è -.
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Più che conoscere il numero di atomi instabili presenti ad un dato t è
interessante e utile conoscere il numero di atomi che decadono cioè l’ attività
del preparato radioattivo.
dN
A
se dN = -Ndt
dt
Si ha A = N
A = A o e  t
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Parametri caratteristici di un preparato radioattivo di interesse immediato
sono il tempo di dimezzamento T1/2 e la vita media .
Rappresentano rispettivamente il tempo trascorso il quale l’attività del
preparato radioattivo si dimezza e in formule partendo dalla A=Ao e - t
Ponendo
si ottiene
A0
A
e
t  T1 / 2
2
A0
 T1 / 2
 A0 e
2
1
ln2
ln   T1/ 2 T1 /2 
2

La vita media è il tempo medio di sopravvivenza di un dato nucleo. Si può dimostrare
che  = 1/ del resto è anche intuitivo.
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A
Z
X
241
95
Y
A 4
Z 2
Am Np  
237
93
A
Z
X Y  
60
27
A

Z 1
Co Ni  
60

28
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REAZIONI NUCLEARI
 , 2n 
59
58
Co


,
n

27
27 Co
59
60
Co
n,



27
27 Co
59
27 Co
57
27 Co
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REAZIONI NUCLEARI
 ,3n
 ,2n
 ,n
A +1
A +2
A +3
p ,
 ,np
Z +2
Z +1
p ,n
d ,n
A 1
A +2
, n
Z
T a rg et
n u cl id e
n,2n
A -1
, pn
d ,
n ,
d ,p
A +1
, p
n ,p
n ,. pn
Z -1
A -2
A -1
A
n ,
Z -2
A -3
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DECADIMENTO RADIOATTIVO

Z+1
A
-
A
n
Z
Radionuclide
A-1
p
Z-1
A-1

A
+


Z-2
A-4
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A = Aoe
ln(2)t / T1/ 2
Scopo del presente esperimento è la costruzione della curva di
decadimento di un preparato radioattivo e della determinazione del tempo
di dimezzamento dei radionuclidi presenti nonché dell’eventuale loro
identificazione.
Sono stati irraggiati con il Linac dei LNF campioni di teflon, alluminio, rame
e zolfo.
Verranno effettuate misure della durata di 5’ per un arco tempo
sufficientemente lungo per costruire una curva.
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Riportando su carta semilogaritmica i conteggi in funzione del tempo è
possibile ricavare dal grafico tracciato delle rette da cui estrapolare i tempi di
dimezzamento dei radionuclidi presenti.
Vale la pena ricordare che questo metodo funziona quando i radionuclidi
formati non sono tanti e non si ha a disposizione per le misure di uno
spettrometro gamma ovvero trattasi di un beta emettitore puro.
Per questo tipo di misure verranno utilizzati diversi tipi di strumenti:
Spettrometro gamma
Scintillatore
Camera a ionizzazione.
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