S U L L A F I S S I O N E S P O N T A N E A D E L L ' U R A N I O 
T E R R E S T R E (*) 

C . F E S T A - M . SANTANGELO 

1. — F i n rial 1939, e p o c a d e l i a s c o p e r t a d e l l a fissione (*), W . F . 
Lil)l>y (-) m i s e i n r i l i e v o l a i m p o r t a n z a c h e l a e v e n t u a l e e s i s t e n z a 
di u n p r o c e s s o d i fissione s p o n t a n e a p u ò a s s u m e r e n e i c o n f r o n t i d e l l a 
geofisica, o l t r e c h e d e l l a fisica n u c l e a r e . I l t e n t a t i v o c o m p i u t o d a q u e -
s t o a u t o r e d i r i v e l a r e i n e u t r o n i e m e s s i n e l l a fissione s p o n t a n e a m e -
d i a n t e u n c o n t a t o r e a p a r e t i d i b o r o n o n e b h e s u c c e s s o : p u r t u t t a v i a 
c o n s i d e r a z i o n i d i v a r i o g e n e r e l o i n d u s s e r o a s t a b i l i r e u n l i m i t e i n f e -
r i o r e d i ca. IO14 a n p e r l a v i t a m e d i a di q u e s t o p r o c e s s o . L a possi-
b i l i t à t e o r i c a d e l l a fissione s p o n t a n e a d e i p i ù p e s a n t i f r a i n u c l e i 
f u discussa in u n f o n d a m e n t a l e l a v o r o d a B o h r e W h e e l e r ( 3 ), i q u a l i 
t e n t a r o n o p u r e u n a t r a t t a z i o n e q u a n t i t a t i v a d e l p r o b l e m a . N e l 1940 
F l e r o v e P e t r z h a k ( 4 ) ( 5 ) r i v e l a r o n o i f r a m m e n t i d i fissione c o n u n a 
grossa c a m e r a d i i o n i z z a z i o n e . I n s e g u i l o l a fissione s p o n t a n e a del-
l ' u r a n i o f u s t u d i a l a d a n u m e r o s i a u t o r i (°)-( 1 0 ); r e c e n t e m e n t e l e c a r a t -
t e r i s t i c h e d e l f e n o m e n o p e r i l t o r i o , p r o t o a t t i n i o , u r a n i o e p e r i t r a n -
s u r a n i c i s o n o s t a t e i n d a g a t e d a S e g r è e d a l t r i ( n ) ( 1 2 ) : s o n o s t a l i così 
d e t e r m i n a t i i v a l o r i d e l l a v i t a m e d i a p e r fissione s p o n t a n e a d i q u e s t i 
n u c l i d i . 

11 r e n d i m e n t o n e l p r o c e s s o d i fissione a r t i f i c i a l e d e l l ' u r a n i o p e r 
c i a s c u n o d e i p r o d o t t i d i fissione è o r m a i d a t e m p o c o n o s c i u t o ( 1 3 ). 
E n o t o f r a l ' a l t r o c h e t r a di essi si t r o v a n o a l c u n i i s o t o p i s t a b i l i d i 
gas r a r i e p r e c i s a m e n t e d e l k r i p t o n (soKr 8 3 , s„Krs\ 3eKr86) e d e l l o x e n o n 
(54Xe12", 5 4 X e

1 : n , 51X<?
134, r,4.X136). L ' a n d a m e n t o d e l l o y e h l d e l l a fissione 

s p o n t a n e a p e r c i a s c u n o d i q u e s t i n u c l i d i è s t a t o d e t e r m i n a t o d a Mac-
N a m a r a e T h o d e ( 1 4 ), i q u a l i h a n n o e s a m i n a t o la c o m p o s i z i o n e isoto-
p i c a d e l k r i p t o n e d e l l o x e n o n e s t r a t t i d a l l a p e c b l e n d a . D a l c o n f r o n t o 
f r a l e a b b o n d a n z e r e l a t i v e d e g l i i s o t o p i d i fissione e q u e l l i n o n d i 
fissione d e l k r i p t o n e d e l l o x e n o n , essi h a n n o d e s u n t o l a p r o v a d e l l a 

C o m u n i c a z i o n e presentata al C o n v e g n o d e l l ' A s s o c i a z i o n e O e o f i s i c a Italia-
na, t e n u t o a R o m a il 10-11 g i u g n o 1952. 



552 C. F E S T A - M . S A N T A N G E L f l 

p r e s e n z a di p r o d o t t i d i fissione n e i gas e s t r a t t i d a l l a p e c b l e n d a e, 
p r e c i s a m e n t e , dei t r e isotopi del k r i p t o n e dei c i n q u e dello x e n o n , 
m e n z i o n a t i p o c ' a n z i . H a n n o i n o l t r e r i s c o n t r a t o la p r e s e n z a d i gas atmo-
sferici nella p e c b l e n d a ; q u e s t o si d e d u c e d a l f a t t o c b e l e a b b o n d a n z e 
r e l a t i v e degli isotopi n o n p r o v e n i e n t i dalla fissione sono i d e n t i c h e a 
q u e l l e a t m o s f e r i c h e . P a r t e n d o da q u e s t e c o n s i d e r a z i o n i , i d u e a u t o r i 
h a n n o p o t u t o calcolare lo y e l d della fissione s p o n t a n e a p e r le m a s s e : 
83, 84, 86, e 129, 131, 132, 134, 136 ed h a n n o t r o v a t o c h e esso è, salvo 
a l c u n i s p o s t a m e n t i , a n a l o g o a q u e l l o della fissione i n d o t t a . 

2. — Lo s t u d i o dei gas r a r i h a u n g r a n d e i n t e r e s s e p e r le i n f o r -
m a z i o n i c h e dai r i s u l t a t i d i esso si possono t r a r r e r i g u a r d o al mec-
c a n i s m o di f o r m a z i o n e d e l l ' a t m o s f e r a e d e l l a crosta t e r r e s t r e . C o m ' è 
n o t o delti e l e m e n t i n o n sono i n f l u e n z a t i dalle r e a z i o n i c h i m i c h e , sic-
c h é la loro storia va s e m p r e i n t e r p r e t a t a i n f u n z i o n e dei f e n o m e n i 
fisici c b e possono avere a l t e r a t a l ' a b b o n d a n z a d e l l ' e l e m e n t o e degli 
i s o t o p i dei q u a l i esso si c o m p o n e . F r a questi f e n o m e n i v a n n o poste 
in p r i m o p i a n o l e d i s i n t e g r a z i o n i n u c l e a r i c h e possono c a u s a r e v a r i a -
zioni locali d e l l e a b b o n d a n z e di e n t i t à n o n t r a s c u r a b i l e . L ' a l t e r a z i o n e 
della c o m p o s i z i o n e isotopica d e l l ' a r g o n t e r r e s t r e ( l s ) e la a n o m a l a ab-
b o n d a n z a di q u e s t o gas n e l l ' a t m o s f e r a , d o v u t e al d e c a d i m e n t o del K 1 0 

p e r c a t t u r a e l e t t r o n i c a , costituiscono o r m a i u n e s e m p i o classico di 
simili v a r i a z i o n i . A l t r i f e n o m e n i del g e n e r e sono stali osservati e n e l 
n o s t r o p i a n e t a e n e l l e a t m o s f e r e s t e l l a r i (1(ì). U n p r o b l e m a b a s i l a r e p e r 
la i n t e r p r e t a z i o n e d e l l e regole di a b b o n d a n z a degli e l e m e n t i n e l cosmo 
e sulla t e r r a è a p p u n t o q u e l l o di conoscere la e n t i t à d e l l ' i n f l u s s o eser-
c i t a t o da simili processi sulle a b b o n d a n z e o r i g i n a r i e dei gas r a r i . 
P e r es., H . B r o w n ( ! 7 ) h a calcolato le a b b o n d a n z e c o s m i c h e di q u e s t i 
gas, f o n d a n d o s i sulla i p o t e s i c h e l o x e n o n e il k r i p t o n , p r e s e n t i nel-
l ' a t m o s f e r a t e r r e s t r e , n o n siano s t a t i a l t e r a l i n e l t e m p o da a l c u n pro-
cesso n u c l e a r e . 

P o i c h é , c o m e a b b i a m o visto p o c ' a n z i , f r a i n u c l i d i slabili p r o d o t t i 
d a l l a fissione s p o n t a n e a si trova u n b u o n n u m e r o di i s o t o p i di q u e s t i 
d u e gas, il p r e s e n t e l a v o r o è stato i n t r a p r e s o con lo scopo di i n d a g a r e se 
il f e n o m e n o della fissione s p o n t a n e a d e l l ' u r a n i o a b b i a p r o d o t t o u n ' a l -
t e r a z i o n e sensibile della l o r o a b b o n d a n z a o r i g i n a r i a . Si p u ò p e r a l t r o 
osservare a p r i o r i c b e lo yeld della fissione p e r i singoli isotopi del 
k r i p t o n e d e l l o x e n o n r a g g i u n g e i l suo v a l o r e m a s s i m o in c o r r i s p o n -
d e n z a delle masse 86 e, r i s p e t t i v a m e n t e , 136, m e n t r e i n v e c e il KrHa 

e lo X e I 3 B n o n sono f r a gli isotopi p i ù a b b o n d a n t i del k r i p t o n e d e l l o 



S U L L A F I S S I O N E S P O N T A N E A D E L L ' U R A N I O T E R R E S T R E 553 

x e n o n a t m o s f e r i c i . Q u e s t o p o t r e b b e significare elle il processo origi-
n a r i o di f o r m a z i o n e del k r i p t o n e dello x e n o n c b e si r i s c o n t r a n o nel-
l ' a t m o s f e r a h a a v u t o u n c a r a t t e r e diverso da q u e l l o della fissione. I n 
a l t r e p a r o l e la fissione n o n d o v r e b b e a v e r e i n f l u i t o in m a n i e r a sen-
sibile sulla f o r m a z i o n e dei gas r a r i d e l l ' a t m o s f e r a t e r r e s t r e . 

3. •—- L a q u a n t i t à di k r i p t o n e x e n o n g e n e r a t a d a l l ' u r a n i o t e r r e s t r e 
a p a r t i r e d a l l ' e p o c a di f o r m a z i o n e della t e r r a è l e g a t a al c o n t e n u t o 
a t t u a l e di u r a n i o n e l l a t e r r a ; p e r c i ò si è t e n t a t o c o m e p r i m a cosa u n a 
v a l u t a z i o n e a p p r o s s i m a t i v a di tale c o n t e n u t o . 

P e r q u a n t o r i g u a r d a il c o n t e n u t o di u r a n i o n e l l a crosta t e r r e s t r e 
esistono m i s u r e eseguite d i r e t t a m e n t e sulle rocce c b e la c o m p o n g o n o : 
si t r a t t a p e r ò , n e l l a m a s s i m a p a r t e dei casi, di m i s u r e del c o n t e n u t o 
p e r c e n t u a l e di r a d i o d a l l e q u a l i si risale al c o n t e n u t o di u r a n i o attra-
verso la n o t a r e l a z i o n e : 

U/Ra = 2 , 8 X 10° 

v a l i d a p e r l ' e q u i l i b r i o r a d i o a t t i v o . Sarà b e n e a v v e r t i r e fin da ora c b e 
l'esistenza d i q u e s t o e q u i l i b r i o n o n p u ò asserirsi con sicurezza p e r 
ogni t i p o di roccia (1 8). 

Il c o n t e n u t o di u r a n i o n e i s e d i m e n t i m a r i n i ( l n ) è di 1 , 0 7 X 1 0 ° g / g 
e n e i r i m a n e n t i s e d i m e n t i (2 0) è di 1,25 X IO'6 g / g . Se si t i e n e c o n t o 
del f a t t o c b e il 70,8% dei s e d i m e n t i è c o s t i t u i t o da s e d i m e n t i ma-
r i n i (2 1), il c o n t e n u t o m e d i o di u r a n i o n e l l o s t r a t o dei s e d i m e n t i ri-
sulta di 1,12 X IO"6 g / g . A s s u m e n d o con G u t e n b e r g (2 2) p e r lo spessore 
m e d i o d e l l o s t r a t o dei s e d i m e n t i il v a l o r e di 5 k m e p e r la sua den-
sità (2:l) 2,3 g cm' 3 , si p u ò c a l c o l a r e c b e in q u e s t o s t r a t o sono pre-
sen t i 7,9 X IO21 <T di u r a n i o . Lo s t r a t o del g r a n i t o si c o m p o n e (2 4) 
p e r il 52,5% di g r a n i t i , p e r il 39,3% di rocce i g n e e i n t e r m e d i e 
e p e r l ' 8 . 2 % di rocce basico-ignee. P o i c h é il c o n t e n u t o di u r a n i o (2r>) 
nei g r a n i t i è : 3,96 X IO"11 g / g , n e l l e rocce i g n e e - i n t e r m e d i e 2,61 X IO'6 

g / g e n e l l e rocce b a s i c o - i g n e e : 0 , 9 6 X 1 0 ° g / g , il c o n t e n u t o m e d i o 
di u r a n i o n e l l o s t r a t o del g r a n i t o r i s u l t a p a r i a ea. 3,18 X 10 ° g / g . 
Se si p r e n d e come spessore m e d i o c o n t i n e n t a l e I2 2) dello s t r a t o del 
g r a n i t o 20 k m e c o m e spessore m e d i o oceanico (2 3) 10 k m , t e n e n d o 
c o n t o del f a t t o c b e le a r e e c o n t i n e n t a l i ( 2 6 ) costituiscono il 29,2% 
d e l l a s u p e r f i c i e t e r r e s t r e ( 2 7 l, si p u ò p o r r e lo spessore m e d i o del 
g r a n i t o p a r i a 13 k m . A l l o r a , d a t o c b e la d e n s i t à dei g r a n i t i (2 3) vale 
c i r c a 2,65 g cm"3, si p u ò calcolare c b e l ' u r r n i o c o n t e n u t o n e l l o s t r a t o 



554 C. F E S T A - M . S A N T A N G E L f l 

del g r a n i l o a m m o n t i a 5,9 X IO1" g- C o n s i d e r a z i o n i a n a l o g h e a q u e l l e 
seguite p e r la v a l u t a z i o n e d e l l o spessore dello s t r a t o del g r a n i t o pos-
sono a p p l i c a r s i al calcolo dèlio spessore dello s t r a t o i n t e r m e d i o , c h e 
r i s u l t a d e l l ' o r d i n e di 16 k m . 

C o m e c o n t e n u t o di u r a n i o n e l l o s t r a t o i n t e r m e d i o si p u ò assu-
m e r e il c o n t e n u t o di u r a n i o n e i b a s a l t i ( 3 0 ) e c i o è : 0,83 X 10'° g / g . 
Con q u e s t i d u e v a l o r i , t e n u t o c o n t o del v a l o r e della d e n s i t à d e l l o s t r a t o 
i n t e r m e d i o (2 3) (2,87 g cm'3), si t r o v a c h e n e l l o s t r a t o i n t e r m e d i o sono 
p r e s e n t i 1,9 X IO19 g di u r a n i o . I d a t i r e l a t i v i al c o n t e n u t o di u r a n i o 
nei singoli s t r a t i della crosta t e r r e s t r e , a d o p e r a t i n e l l e p r e c e d e n t i con-
s i d e r a z i o n i c o n c o r d a n o i n m o d o s o d d i s f a c e n t e con i d a t i r e l a t i v i al 
c o n t e n u t o di r a d i o n e g l i stessi s t r a t i , r i p o r t a t i da G u t e n b e r g (2 2). 

U n a v a l u t a z i o n e del c o n t e n u t o di u r a n i o n e l l e p a r t i p i ù i n t e r n e 
della t e r r a n o n p u ò o t t e n e r s i senza f o r m u l a r e ip o tesi, finora p r a t i c a -
m e n t e i n c o n t r o l l a b i l i , sulla c o m p o s i z i o n e c h i m i c a d e l l ' i n t e r n o d e l l a 
T e r r a . A t t u a l m e n t e l e ipotesi p i ù a c c e t t a t e r i g u a r d o alla n a t u r a del 
m a n t e l l o s o n o : 1) la c o m p o s i z i o n e c h i m i c a del m a n t e l l o è s i m i l e a 
q u e l l a d e l l e d u n i t i ( 2 8 ) ; 2) d a l l a b a s e della crosta fino a 1000 k m la 
c o m p o s i z i o n e c h i m i c a del m a n t e l l o è a n a l o g a a q u e l l a d e l l e a e r o l i t i , 
da 1000 k m fino alla s o m i t à del n u c l e o è a n a l o g a a q u e l l a d e l l e side-
roliti. Nella p r i m a ipotesi si a v r e b b e n e l m a n t e l l o u n c o n t e n u t o di u r a -
n i o ( 3 0 ) p a r i a 0,013 X 10"® g / g . Se fosse v e r a la s e c o n d a il c o n t e n u t o 
d i u r a n i o (3 1) s a r e b b e di 0,029 X 10 ® g / g fino a 1000 k m e di 
0,012 X 10 ° g / g da 1000 k m alla b a s e del m a n t e l l o . Con i d a t i re-
lativi alla d i s t r i b u z i o n e delle d e n s i t à n e l l ' i n t e r n o del m a n t e l l o otte-
n u t i da B u l l e n (2 S) si p u ò c a l c o l a r e c h e l ' u r a n i o c o n t e n u t o n e l m a n -
tello sia n e l l ' o r d i n e di 5,5 X IO19 g n e l l a p r i m a i p o t e s i e di 5,3 X IO19 g 
n e l l a seconda. L ' a d o z i o n e d e l l ' u n a o d e l l ' a l t r a i p o t e s i n o n h a q u i n d i 
i m p o r t a n z a p e r i fini c h e si p r o p o n e la p r e s e n t e r i c e r c a . 

La c o m p o s i z i o n e c h i m i c a d e l n u c l e o t e r r e s t r e è g e n e r a l m e n t e ri-
t e n u t a s i m i l e a q u e l l a d e l l e s i d e r i t i (2 4) ( 2 0 ) ; esistono p e r ò a l t r e t e o r i e 
sulla n a t u r a d e l n u c l e o : la t e o r i a di K u h n e R i t t m a n n (3 2) secondo la 
q u a l e il n u c l e o s a r e b b e c o s t i t u i t o di m a t e r i a s o l a r e i n d i f f e r e n z i a t a , 
ossia p r a t i c a m e n t e di i d r o g e n o ; la t e o r i a di R a m s e y ( 2 3 ), c b e consi-
d e r a il m a n t e l l o ed il n u c l e o c o m e f a s i t e r m o d i n a m i c h e d i f f e r e n t i di 
u n a i d e n t i c a sostanza. S c a r t a t a i n u n p r i m o t e m p o l a ipotesi di K u h n 
e R i t t m a n n , c h e è n o t o r i a m e n t e la p i ù discussa e c h e c o m u n q u e 
e s c l u d e r e b b e la p r e s e n z a di u r a n i o n e l n u c l e o , n e l l a p r i m a ipotesi (si-
d e r i t i ) il c o n t e n u t o di u r a n i o n e l n u c l e o (3 1) r i s u l t e r e b b e p a r i a 



S U L L A F I S S I O N E S P O N T A N E A D E L L ' U R A N I O T E R R E S T R E 555 

0,003 X 10"fi g / g , m e n t r e n e l l a ipotesi di R a m s a y s a r e b b e u g u a l e a ( s o ) 
0,013 X 10 ° g/g- Di conseguenza c o n s i d e r a n d o c h e la massa del 
nucl eo, secondo i dati oggi p i ù a t t e n d i b i l i (23), è c o m p r e s a f r a 1,85 
e 1,89 X IO27 g5 si o t t i e n e u n c o n t e n u t o di u r a n i o n e l nucleo di 
0,5 X IO19 g p r i m a ipotesi e di 2,4 X IO19 g n e l caso che sia verificata 
la ipotesi di R a m s e y . 

I n q u e s t ' u l t i m a ipotesi i dati relativi a l l ' u r a n i o p r e s e n t e nella ter-
ra sono quelli raccolti nella T a b e l l a I : essi c o r r i s p o n d o n o ad u n con-
t e n u t o totale di 1,65 X IO20 g, ( M X 1020 g nell'ipotesi di K u h n e 
R i t t m a n n ) . 

TABELLA I 

Crosta M a n t e l l o N u c l e o 

e 
X lOio g 8,6 5,5 2,4 

U«,B 

X i o 4 1 titolili 2,2 1,4 0,6 

Gli isotopi n a t u r a l i d e l l ' u r a n i o a t t u a l m e n t e conosciuti sono t r e : 
I/2 3 4, £/-3r' e l/ 2 3 8 . Un c o n f r o n t o f r a le a b b o n d a n z e di questi n u c l i d i 
e i valori delle vite m e d i e p e r emissione <t e p e r fissione s p o n t a n e a 
di ciascuno di essi m o s t r a come nei p r o b l e m i di geofisica p u ò assu-
m e r e u n a certa i m p o r t a n z a u n i c a m e n t e la fissione s p o n t a n e a del nu-
clide di massa 238. T e n u t o conto d e l l ' a b b o n d a n z a di questo isoto-
p o (3 4) si h a che n e l l a t e r r a sono presenti 4,2 X IO41 a t o m i di J723S, 
d i s t r i b u i t i c o n f o r m e m e n t e alla seconda riga della T a b e l l a I. 

Ci si p o t r e b b e d o m a n d a r e a questo p u n t o se sia lecito e s t e n d e r e 
a l l ' i n t e r a t e r r a i valori delle a b b o n d a n z e isotopiche (3 4), m i s u r a t e su 
c a m p i o n i p r o v e n i e n t i dalla p a r t e p i ù superficiale di essa. Sta di f a t t o 
c h e i dati — sia p u r e r e l a t i v a m e n t e scarsi — r i g u a r d a n t i le abbon-
danze isotopiche nelle m e t e o r i t i e nelle a t m o s f e r e stellari, p r o v a n o 
che, salvo a l c u n e eccezioni, tali a b b o n d a n z e si m a n t e n g o n o costanti 
n e l l ' u n i v e r s o (35). 

4. —- Il n u m e r o di nuclei di massa A, p r o d o t t i nel t e m p o t dal-
]'[/23S j ) e r f j g s i o n e s p o n t a n e a è dato d a : 



556 C. F E S T A - M . S A N T A N G E L f l 

d o v e }f è l a c o s t a n t e d i d e c a d i m e n t o p e r fissione s p o n t a n e a 
(8,6 X IO"17 an' 1 ), A a la c o s t a n t e d i d e c a d i m e n t o p e r e m i s s i o n e <i 
(1,5 X IO"10 an"1) e À = / f - ) - X a è la c o s t a n t e di d e c a d i m e n t o t o t a l e 
( p r a t i c a m e n t e u g u a l e a hi); Y 4 è l o y e l d d e l l a fissione s p o n t a n e a 
r e l a t i v o a l l a m a s s a A. S e si p o n e t = 3,3 X IO9 a n , v a l o r e c o m u n e m e n t e 
a c c e t t a t o p e r l ' e t à d e l l a t e r r a ( 3 6 ), e si a t t r i b u i s c o n o a d N»as, successi-
v a m e n t e , i s i n g o l i v a l o r i r i p o r t a t i n e l l a s e c o n d a r i g a d e l l a T a b e l l a I , 
si p u ò c a l c o l a r e i l n u m e r o d i n u c l i d i di m a s s a A g e n e r a t i d a l l ' U r a n i o 
n e i s i n g o l i s t r a t i d e l l a t e r r a d a l l ' e p o c a d i f o r m a z i o n e d i q u e s t a . 11 
c a l c o l o è s t a t o e s e g u i t o p e r l e m a s s e 83, 84, 86, 129, 131, 132, 134, 136. 
I r i s u l t a t i s o n o r a c c o l t i n e l l a T a b e l l a I I : d a essi si d e s u m e c b e i n 
3,3 X 10° a n , p e r la fissione s p o n t a n e a d e l l ' i / 2 3 8 c o n t e n u t o n e l l ' i n t e r a 
t e r r a , si s o n o f o r m a t i 3,5 X IO3 3 a t o m i d i k r i p t o n e 2,5 X 10:!4 a t o m i 
d i x e n o n , p a r i r i s p e t t i v a m e n t e a l 0,004°/o d e l k r i p t o n e al 0 , 3 i / o d e l l o 
x e n o n a t m o s f e r i c i . U n r i s u l t a t o s i m i l e a q u e s t o s e m b r a a b b i a n o o t t e -
n u t o K h l o p i n e G e r l i n g ( 3 7 ) i n u n a r i c e r c a s u l k r i p t o n e lo x e n o n p r o -
d o t t i d a l l ' u r a n i o t e r r e s t r e . S i c c h é , t u t t o i l k r i p t o n e l o x e n o n , p r o d o t t i 
d a l l ' u r a n i o t e r r e s t r e p e r fissione s p o n t a n e a c o s t i t u i r e b b e r o u n a f r a -
z i o n e m o l t o p i c c o l a d e i c o r r i s p o n d e n t i gas a t m o s f e r i c i . 

TABELLA I I 

83 
81 
86 

129 
131 
132 
134 
136 

N di atomi di massa A prodotti i n 3,3 x IO9 an per fissione 
spontanea d e i r U 2 3 s c o n t e n u t o i n 

Crosta Mantello N u c l e o 
at x 1033 at x 1032 at x 1032 

1,0 0,6 0,3 
3,7 2,4 1,0 

13,5 8,6 3,5 
0,6 0,4 0,2 
6,1 3,9 1,6 

28,6 18,3 7,4 
42,1 26,9 11,0 
49,6 31,7 23,9 

P u ò a v e r e u n c e r t o i n t e r e s s e il c o n f r o n t o d e l l e a b b o n d a n z e d e i 
s i n g o l i i s o t o p i d e l k r i p t o n e d e l l o x e n o n a t m o s f e r i c i c o n l e a b b o n -
d a n z e d e i s i n g o l i n u c l i d i g e n e r a t i d a l l ' u r a n i o t e r r e s t r e . Q u e s t i d a t i so-
n o r i p o r t a t i n e l l a T a b e l l a I I I d o v e c o n JV ° si i n d i c a il n u m e r o d i ato-
m i di m a s s a A p r e s e n t i n e l l ' a t m o s f e r a e N J i c o r r i s p o n d e n t i p r o d o t t i 
d i fissione. 



S U L L A F I S S I O N E S P O N T A N E A D E L L ' U R A N I O T E R R E S T R E 5 5 7 

5. — I l c o n f r o n t o f r a il k r i p t o n e l o x e n o n o r i g i n a t i d a l l a fissione 
ed il c o n t e n u t o degli stessi e l e m e n t i n e l l ' i n t e r n o della t e r r a a v r e b b e 
u n a i m p o r t a n z a d i g r a n l u n g a s u p e r i o r e a q u e l l o p r e c e d e n t e m e n t e isti-
t u i t o con il k r i p t o n e lo x e n o n a t m o s f e r i c i . Esso s e r v i r e b b e a s t a b i l i r e 
d a u n l a t o i l c o n t r i b u t o della fissione s p o n t a n e a alla f o r m a z i o n e del 
k r i p t o n e d e l l o x e n o n c o n t e n u t i n e l l ' i n t e r n o della t e r r a e l'influsso 
d a essa e s e r c i t a t o s u l l a l o r o c o m p o s i z i o n e isotopica, e d a l l ' a l t r o le re-
l a z i o n i f r a q u e s t i gas e i c o r r i s p o n d e n t i n e l l ' a t m o s f e r a , le q u a l i inte-
r e s s a n o il p r o b l e m a del m e c c a n i s m o di f o r m a z i o n e d e l l ' a t m o s f e r a stes-
sa (1 5). P u r t r o p p o a t t u a l m e n t e u n s i m i l e c o n f r o n t o è i r r e a l i z z a b i l e p e r 
la m a n c a n z a di d a t i s p e r i m e n t a l i a t t e n d i b i l i s u l c o n t e n u t o d i k r i p t o n 
e x e n o n n e l l e rocce. 

TABELLA I I I 

A 83 84 86 129 131 132 134 136 

N A f 
at x 10-™ 0,2 0,7 2,6 0,1 1,2 5,4 8 10 

NA« 
at x 1038 12,5 61,3 18,3 2,2 1,8 2,3 0,9 0,7 

U n a v a l u t a z i o n e di t a l e c o n t e n u t o è s t a t a t e n t a t a d a B r o w n ( 1 7 ) : 
si t r a t t a i n v e r i t à di u n a e s t r a p o l a z i o n e f o n d a t a su a l c u n e m i s u r e d i 
C a d y e C a d y (3 8). Q u e s t i u l t i m i b a n n o d e t e r m i n a t o l a q u a n t i t à di 
Kr -J- Xe p r e s e n t e i n a l c u n i gas n a t u r a l i , o t t e n e n d o v a l o r i c b e scar-
t a n o n o t e v o l m e n t e l ' u n o r i s p e t t o a l l ' a l t r o . N o n si sa, q u i n d i , q u a n t o 
sia l e c i t o a s s u m e r e l a m e d i a di q u e s t i v a l o r i c o m e il c o n t e n u t o di 
Kr -(- Xe i n t u t t i i gas n a t u r a l i . C o m u n q u e , dai d a t i r i p o r t a l i n e l l a 
T a b e l l a V d e l c i t a t o l a v o r o di B r o w n , s e g u e n d o il m e t o d o s v i l u p p a t o 
d a l B r o w n stesso, si r i c a v a c b e n e l l a crosta t e r r e s t r e si t r o v e r e b b e r o 
5,3 X IO35 a t o m i di k r i p t o n e 4,2 X IO34 a t o m i d i x e n o n . Se q u e s t o 
fosse v e r o il k r i p t o n e lo x e n o n , p r o d o t t i in 3,3 X IO9 a n p e r fissione 
s p o n t a n e a d e l l ' u r a n i o c o n t e n u t o n e l l a crosta, r i s u l t e r e b b e r o p a r i ri-
s p e t t i v a m e n t e al 0,3% d e l k r i p t o n e a l 3 0 % d e l l o x e n o n , c o n t e n u t i 
n e l l a crosta m e d e s i m a : i l c o n t r i b u t o della fissione s p o n t a n e a n o n sa-
r e b b e i n tal caso t r a s c u r a b i l e . È ovvio c b e q u e s t e v a l u t a z i o n i , la cui 
i n c e r t e z z a è già s t a t a r i l e v a t a , h a n n o u n v a l o r e p u r a m e n t e i n d i c a t i v o : 
servono t u t t a v i a a d i m o s t r a r e q u a l e i n t e r e s s e a v r e b b e la d e t e r m i n a -



558 C. F E S T A - M . S A N T A N G E L f l 

zione d e l l e a b b o n d a n z e e della c o m p o s i z i o n e isotopica d e l k r i p t o n e 
dello x e n o n n e l l e rocce e n e i gas n a t u r a l i . 

Roma — Istituto Nazionale di Geo fisica — Agosto 1952. 

RIASSUNTO 

Parteiulo dai dati più recenti sulla vita media della fissione spon-
tanea dell'uranio, gli A. tentano una valutazione delle quantità di 
K r e Xe generate in questo processo dall'uranio contenuto nella terra 
a partire dall'epoca di formazione della crosta terrestre. Il confronto 
delle abbondanze dei singoli isotopi dei due elementi contenuti nel-
l'atmosfera con le abbondanze degli stessi isotopi generati per fissio-
ne, porta a. concludere che il contenuto della fissione spontanea del-
Z'U238 alla formazione del K r e Xe atmosferici è trascurabile. 

Dal confronto tra le quantità di K r e Xe di fissione e il contenuto 
degli stessi elementi nella crosta terrestre, calcolato secondo Brown, 
risulterebbe invece che in tal caso la fissione spontanea dell'uranio 
non sarebbe da trascurare. 

Si prospetta infine, a conclusione, l'interesse di eseguire determi-
nazioni delle abbondanze e della composizione isotopica del K r e Xe 
nelle rocce e nei gas naturali. 

SUMMARY 

A rotigli determination of the K r and Xe generated by the spon-
taneous fission of the terrestrial uran:um during the last 3,3 billion 
years (eartli's age) is attempted in this icorli. The calculations li ave 
been based on the most recent data for the spontaneous fission meati 
life of U 2 3 8 . From a comparison between the abundances of each iso-
tope in the atmospherical K r and Xe and the abundances of the sanie 
isotope in the fission K r and Xe, one can estimate that the contribu-
ti on of the spontaneous fission of U238 to the production of the atmo-
spherical K r and Xe is negligeable. The fission K r and Xe and tlie K r 
and Xe content in the earth's crust fcalculated following the Brown's 
metliod) are also compared. The spontaneous fission of U seems not 
negligeable in this case. 

The great interest of the determination of the K r and Xe content 
in rocks and naturai gases and its isotopie composition is prospectexl. 



S U L L A F I S S I O N E S P O N T A N E A D E L L ' U R A N I O T E R R E S T R E 559 

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