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È vero che gli atomi sono eterni?

Alcuni atomi sono praticamente eterni mentre altri possono esistere per brevissimi istanti.

Tutto in natura è mutevole, perché tutto è costituito da atomi che si compongono e scompongono in forme sempre diverse. Ma gli atomi, a loro volta, quanto durano? Sono per davvero eterni? In effetti alcuni atomi sono praticamente eterni, ma ce ne sono altri che esistono anche solo per brevissimi istanti.

Nuvola di elettroni. Gli atomi sono formati da un nucleo e da una nuvola di elettroni che lo circonda. Gli elettroni, soprattutto quelli più esterni, si spostano in continuazione anche da un atomo all'altro, per stabilire legami chimici, ma quello che fissa per davvero la natura di un atomo è il suo nucleo. In generale, dal carbonio al silicio, dal ferro all'argento, i nuclei che formano il mondo che ci circonda sono molto stabili (e questo spiega come mai gli alchimisti non riuscissero a trasmutare altri elementi in oro).

Si torna a parlare di nucleare. La discussione è appena iniziata, ma intanto: come funzionano gli impianti di nuova generazione? Si possono per davvero considerare fonti di energia pulita? Ne parliamo su Focus 352 (febbraio 2022). Nella foto: rendering di una centrale di nuova generazione in costruzione negli USA.
Si torna a parlare di nucleare. La discussione è appena iniziata, ma intanto: come funzionano gli impianti di nuova generazione? Si possono per davvero considerare fonti di energia pulita? Ne parliamo su Focus 352 (febbraio 2022). Nella foto: rendering di una centrale di nuova generazione in costruzione negli USA. © NuScale

Ci sono però alcuni elementi come l'uranio (U-238) che sono instabili e in tempi più o meno lunghi (o brevi) si trasformano in altri elementi. L'uranio 238 ha un tempo di dimezzamento di 4,5 miliardi di anni (periodo dopo il quale, appunto, si riduce della metà), il polonio (Po-209) di un secolo e il Francio (Fr-223) di appena 22 minuti. Il carbonio-14 (C-14), che è una variante del carbonio ed è usato per le datazioni, ha un tempo di dimezzamento di 5.730 anni.

Per l'eternità. Gli atomi sono composti da protoni e neutroni. I neutroni sono stabili solo all'interno degli atomi: se sono isolati, invece, si trasformano in altre particelle nel giro di pochi minuti. Al contrario, i protoni sono molto stabili: il tempo di vita del protone (che equivale al nucleo dell'atomo di idrogeno) è però oggetto di dibattito tra i fisici (perché ha importanti conseguenze sul piano teorico) - non c'è una risposta definitiva e l'unica cosa certa è che è enormemente superiore alla vita dell'Universo. Quindi, per tutti gli scopi pratici, i nuclei di idrogeno si possono considerare eterni.

23 gennaio 2022 Andrea Parlangeli
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