Vol. 2° -  I.5.1.

Stabilità del nucleo

All’inizio del capitolo sono state prese in considerazione le particelle principali, protoni e neutroni, che costituiscono il nucleo degli atomi; altre particelle elementari, scoperte in tempi recenti o recentissimi, sono da collocarsi nella fenomenologia fisica, e il loro studio esula dagli scopi di questo libro.

Sull’origine delle forze che legano le particelle nucleari sono state avanzate molte ipotesi, e il problema è sostanzialmente irrisolto. Tali forze manifestano i loro effetti a distanze brevissime, dell’ordine di 10^-13 cm; a distanze anche di poco superiori a 10^-13 cm, protoni e neutroni si respingono, per cui è poco probabile che si tratti di forze di tipo elettrostatico o gravitazionale.

Per simili distanze è stato assunto come nuova unità di misura il valore di 10^-13 cm, cui è stato dato il nome di fermi Fi - 1 Fi = 10^-13 cm.

La stabilità dell’edificio nucleare dipende dal numero di protoni Z in relazione al numero di neutroni N. Se i neutroni presenti in un nucleo sono in numero molto superiore o inferiore a quello dei protoni, tale nucleo risulta poco stabile.

Si osserva inoltre che i nuclei con Z pari sono più stabili, e i corrispondenti elementi sono in genere più abbondanti in natura; lo stesso vale per N pari. Ci sono poi dei valori di Z e N, detti numeri magici, e cioè 2, 8, 20, 28, 50, 82 e 126, per i quali i nuclei risultano molto stabili.

In pratica, un nucleo che presenti Z e N entrambi pari o addirittura appartenenti al gruppo dei numeri magici, ha maggiori probabilità di essere stabile rispetto a un nucleo che contenga un numero dispari di protoni e un numero dispari di neutroni.

Va osservato che i nuclei, così come gli elettroni del guscio atomico esterno, possono disporsi su dei livelli quantizzati di energia, cosicché uno stesso nucleo, anche se stabile o abbastanza stabile quando si trova sul livello fondamentale, può essere estremamente instabile quando per assorbimento di energia passi su un livello eccitato.

Quanto abbiamo ora accennato a proposito del nucleo è ben lontano dall’essere teoricamente interpretato. Resta soltanto da constatare l’esistenza, o la possibile esistenza, di nuclei assolutamente stabili, di nuclei che si decompongono in frazioni infinitesime di secondo e di tutta la gamma intermedia di casi.