Stabilità nucleare

Un nucleo contiene la maggior parte della massa di un atomo ed è minuscolo, rispetto all'intero atomo. La densità nucleare media è nove trilioni di volte maggiore della densità dell'osmio:l'elemento più denso! La terra sarebbe 30.000 volte più piccola, se avesse la densità del nucleo.

Perché il nucleo ha una densità così alta? I nucleoni sono tenuti insieme dalla forte forza nucleare a corto raggio. L'equilibrio fra le repulsioni protone-protone e le attrazioni nucleone-nucleone determina la stabilità del nucleo.

Quando le repulsioni protone-protone superano le forze nucleari attrattive, il nucleo si disintegra. Tracciare i nuclidi in base al numero di protoni e neutroni illustra che i nuclei stabili occupano una regione centrale, indicata in blu, detta la cintura o valle di stabilità. I nuclidi più leggeri con rapporti neutroni-protoni pari a uno, come il carbonio-12, godono di una grande stabilità.

Quando il numero atomico aumenta oltre 20, sono necessari più neutroni per controbilanciare le repulsioni protone-protone. I neutroni sono attratti l'uno dall'altro dalle forze nucleari, mentre non ci sono interazioni repulsive fra di loro. Pertanto, un aumento del numero di neutroni r