b'\n_START_ARTICLE_\nChimica nucleare\n_START_PARAGRAPH_\nLa chimica nucleare \xc3\xa8 un settore della chimica che tratta le reazioni che cambiano la natura del nucleo. Per reazione chimica si intende la modificazione dei legami che tengono uniti tra loro gli atomi di molecole diverse, che reagiscono tra loro. Il fenomeno chimico-fisico studiato dalla chimica nucleare \xc3\xa8 la radioattivit\xc3\xa0 e la grandezza fisica corrispondente nel Sistema Internazionale \xc3\xa8 l\'attivit\xc3\xa0 (unit\xc3\xa0 di misura il becquerel, Bq; 1 Bq = 1 s\xe2\x81\xbb\xc2\xb9 = 1\xc2\xa0Hz = 1 disintegrazione nucleare al secondo)._NEWLINE_Nelle reazioni nucleari, invece, non cambiano solo le molecole e i legami che le formano, ma si modificano gli stessi atomi ed i loro nuclei. Mentre la fisica nucleare si occupa pi\xc3\xb9 particolarmente degli aspetti energetici e delle particelle implicate in una trasformazione nucleare, la chimica nucleare si concentra piuttosto sulla sintesi di nuovi elementi, sullo studio delle propriet\xc3\xa0 dei nuclidi radioattivi (caratterizzati dal numero atomico Z e numero di massa A), denominati isotopi o isomeri (isotopi uguali che differiscono solamente per il diverso stato eccitato) qualora appartenenti allo stesso elemento chimico (oppure isobari, isotoni, e isodiaferi in altri casi), e su tutte le possibili applicazioni teorico-pratiche del fenomeno della radioattivit\xc3\xa0 e a particolari interazioni energetiche del nucleo atomico (ad esempio NMR, spettroscopia M\xc3\xb6ssbauer e spettroscopia di annichilazione di positroni (PAS))._NEWLINE_La radiochimica, in particolare, \xc3\xa8 la principale branca applicata della chimica nucleare: essa si occupa, in senso lato, di reazioni chimiche che implicano l\'uso di sostanze radioattive. La chimica radiofarmaceutica si occupa della sintesi e della caratterizzazione di composti radioattivi da utilizzare in radiodiagnostica e radioterapia metabolica (medicina nucleare). La chimica delle radiazioni studia le reazioni chimiche indotte da radiazioni ionizzanti. La chimica degli atomi esotici studia le propriet\xc3\xa0 e le applicazioni di quasi-atomi come il positronio, il muonio, gli antiatomi. La chimica degli atomi transfermici e ultrapesanti studia le propriet\xc3\xa0 chimiche di elementi (artificiali) di numero atomico da 101 a 118._NEWLINE_Un atomo \xc3\xa8 costituito da un nucleo interno composto da protoni e neutroni e da un certo numero di elettroni (pari a quello dei protoni, se l\'atomo \xc3\xa8 neutro). Una reazione chimica nucleare determina una variazione nel numero di nucleoni, cio\xc3\xa8 di protoni e neutroni (che compongono il nucleo), tra le specie che ne prendono parte. Inoltre vengono emesse radiazioni ionizzanti come i raggi X e i raggi gamma._NEWLINE_Nelle reazioni nucleari non vige la legge di conservazione di massa di Lavoisier (tipica invece delle reazioni chimiche) mentre vale la legge di conservazione dell\'energia e la legge di conservazione della carica elettrica._NEWLINE_Particolari reazioni nucleari sono i decadimenti radioattivi, la fissione nucleare, la fusione nucleare, e il bombardamento atomico. L\'energia solare \xc3\xa8 un classico esempio della potente energia nucleare sviluppata da un tale fenomeno. Alcune reazioni nucleari hanno permesso di indagare il nucleo pi\xc3\xb9 intimamente (hanno consentito, per esempio, l\'individuazione dei protoni e dei neutroni), oppure di realizzare artificialmente atomi non presenti in natura. Piccole quantit\xc3\xa0 di sostanze radioattive vengono oggigiorno ampiamente utilizzate in elettronica per vari scopi._NEWLINE_I reattori nucleari a fissione sfruttano attualmente la fissione del nucleo per produrre energia elettrica e calore, ma ne \xc3\xa8 anche auspicato l\'utilizzo per la produzione di idrogeno o idricit\xc3\xa0 (hydricity). Attualmente si sta lavorando alla ingegnerizzazione a livello industriale di reattori per fusione nucleare che permetterebbero in futuro di abbinare ai vantaggi dell\'energia nucleare un livello di sicurezza operativa altamente elevato (si abbatter\xc3\xa0 l\'emissione di radiazioni).\n_START_SECTION_\nStoria\n_START_PARAGRAPH_\nDopo la scoperta dei raggi X da parte di Wilhelm R\xc3\xb6ntgen, molti scienziati cominciarono a lavorare sulle radiazioni ionizzanti. Uno di questi fu Henri Becquerel, che studi\xc3\xb2 la relazione tra la fosforescenza e l\'impressionamento delle lastre fotografiche. Quando Becquerel (lavorando in Francia) scopr\xc3\xac che, senza nessuna fonte di energia esterna presente, l\'uranio era in grado di generare raggi che potevano impressionare una lastra fotografica, fu scoperta la radioattivit\xc3\xa0. Marie Curie (a Parigi) e suo marito Pierre Curie isolarono due nuovi elementi radioattivi da minerali di uranio. Usarono metodi radiometrici per identificare la quantit\xc3\xa0 di radiazione presente dopo ciascuna separazione chimica; essi separarono l\'uranio minerale in ciascuno dei differenti elementi chimici allora noti, e misurarono la radioattivit\xc3\xa0 di ciascuna frazione ottenuta. Tentarono quindi di separare ulteriormente queste frazioni radioattive, per isolare una frazione pi\xc3\xb9 piccola con una elevata attivit\xc3\xa0 specifica (radioattivit\xc3\xa0 per massa unitaria). In questo modo, isolarono il polonio e il radio. Verso il 1901 fu notato che elevate dosi di radiazione erano in grado di causare danni agli esseri umani: Becquerel trasport\xc3\xb2 con s\xc3\xa9 un campione di radio nella tasca e a causa della elevata dose di radiazione localizzata a cui fu esposto sub\xc3\xac una ustione da radiazioni che apr\xc3\xac il campo allo studio degli effetti biologici delle radiazioni, che a loro volta permisero lo sviluppo di trattamenti medici._NEWLINE_Ernest Rutherford, lavorando in Canada e in Inghilterra, mostr\xc3\xb2 che il decadimento radioattivo pu\xc3\xb2 essere descritto da una semplice equazione differenziale lineare (una equazione cinetica del primo ordine), implicando che una data sostanza radioattiva possiede una caratteristica emivita (il tempo necessario affinch\xc3\xa9 la massa si riduca della met\xc3\xa0 del valore originario). Egli coni\xc3\xb2 anche i termini raggi alfa, beta, e gamma, convert\xc3\xac l\'azoto in ossigeno, e cosa pi\xc3\xb9 importante diresse quello che \xc3\xa8 noto come esperimento di Rutherford e che mostr\xc3\xb2 che il modello atomico di Thomson era errato. Nel "modello a panettone", proposto da Thomson nel 1904, l\'atomo \xc3\xa8 composto da elettroni circondati da una "nuvola" di cariche positive che bilanciano la carica negativa degli elettroni. Secondo Rutherford, il suo esperimento implicava che la carica positiva fosse in un nucleo molto piccolo conducendo al modello atomico di Rutherford, e successivamente al modello di Bohr, dove il nucleo positivo \xc3\xa8 circondato da elettroni negativi._NEWLINE_Nel 1934 la figlia di Marie Curie, Ir\xc3\xa8ne Joliot-Curie, e suo marito furono i primi a creare la radioattivit\xc3\xa0 artificiale: bombardarono il boro con particelle alfa per creare l\'isotopo \xc2\xb9\xc2\xb3\xe2\x82\x87N; questo isotopo decade emettendo positroni. Inoltre, bombardarono l\'alluminio e il magnesio con neutroni per creare nuovi radioisotopi.\n_START_SECTION_\nIsotopi\n_START_PARAGRAPH_\nPer una descrizione panoramica degli isotopi si veda la tabella degli isotopi.\n_START_SECTION_\nSeparazione chimica degli isotopi\n_START_PARAGRAPH_\nGli isotopi di elementi chimici differenti, presenti in miscela, possono essere separati attraverso diversi metodi chimici. Ad esempio, si pu\xc3\xb2 procedere a una reazione chimica che tende a formare un composto maggiormente volatile, in modo da potere successivamente separare in modo agevole quest\'ultimo. Altri metodi utilizzano l\'elettrolisi, l\'estrazione con solvente, lo scambio ionico e la precipitazione._NEWLINE_Quando invece occorre separare due isotopi di uno stesso elemento, come quelli prodotti dal bombardamento con neutroni ed emissione \xce\xb3 (n,\xce\xb3), non si possono sfruttare metodi chimici basati sulle differenti propriet\xc3\xa0 chimiche. Si ricorre allora all\'effetto Szilard\xe2\x80\x93Chalmers: se la reazione nucleare \xc3\xa8 accompagnata dalla scissione omolitica del legame chimico, provocata dalla radiazione \xce\xb3 emessa, i radicali dell\'isotopo prodotto possono essere separati dall\'isotopo target. Si consideri ad esempio la formazione dell\'isotopo di iodio \xc2\xb9\xc2\xb2\xe2\x81\xb8\xe2\x82\x85\xe2\x82\x83I a partire dal bombardamento di \xc2\xb9\xc2\xb2\xe2\x81\xb7\xe2\x82\x85\xe2\x82\x83I presente sotto forma di ioduro di etile: si producono radicali di iodio-128 che si combinano formando la molecola di iodio \xc2\xb9\xc2\xb2\xe2\x81\xb8\xe2\x82\x85\xe2\x82\x83I\xe2\x82\x82, che pu\xc3\xb2 essere separata dallo ioduro di etile attraverso la riduzione con solfito di sodio in soluzione acquosa.'