Radioatividade
é um fenômeno nuclear que resulta da emissão de energia por átomos, provocada em decorrência de uma desintegração, ou instabilidade, de elementos químicos.
Curiosidades
Diariamente, estamos expostos a pequenas quantidades de radiação, sejam artificiais, sejam naturais. A radioatividade natural dá-se de maneira espontânea na natureza. Parte dessa radiação que recebemos vem dos alimentos consumidos no dia a dia, como o Radônio-226 e o Potássio-40, que se apresentam em níveis muito baixos e não atribuem riscos a nossa saúde e nem prejudicam os valores nutricionais dos alimentos.
Esse processo de expor os alimentos a emissões radioativas tem o objetivo de conservar os alimentos e promover um crescimento das plantas. Alguns exemplos de alimentos que emitem radiação são: castanha-do-pará, banana, feijão, carne vermelha, entre outros.
Utilização
A radioatividade tem muitas aplicações na sociedade. Desde a sua descoberta, grandes avanços científicos foram alcançados gerando desenvolvimento tecnológico.
A emissão de radiação tem utilizações em diferentes setores como na medicina, geologia, indústria e armamento.
Transmutação
São reações que, quando há o bombardeamento de núcleos estáveis com partículas alfa, próton, nêutron, etc. originam novos elementos. Esse tipo de reação é conhecida como transmutação artificial. Existe também a transmutação natural. Rutherford realizou a primeira transmutação artificial, após bombardear o nitrogênio com partículas α (alfa), obteve oxigênio artificial.
Veja a seguir as principais partículas e radiações envolvidas nas reações de transmutação
Positon= particula positiva de massa igual a do eletron
Nêutron= nucleo de deuterio ( isotopo de hidrogênio) = 1 proton + 1 nêutron
Proton= nucleo de hidrogênio
Neutrino= particula neutra de massa desprezivel, surgir na desintegração de um proton ou nêutron
Gama= ondas eletromagneticas
Beta= 1 eletron
Alfa= 2 protons + 2 neutrons
Tipos de Radioatividade
A radioatividade apresenta-se com duas formas diferentes de radiações: partícula — alfa (α) e beta (β); e onda eletromagnética — raios gama (γ).
Alfa > Beta > Gama
3. Emissões Gama
São ondas eletromagnéticas de alta energia e, por não serem partículas, também não possuem massa.
2. Emissões Beta
São partículas negativas que não contêm massa constituídas por um elétron (massa desprezível), e seu poder de penetração é superior ao dos raios alfa, porém inferior ao dos raios gama.
1. Emissões Alfa
São partículas positivas constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons e com baixo poder penetração.
Decaimento
O decaimento radioativo (ou transmutação) é o processo natural em que um núcleo instável emite radiação, de forma sucessiva, a fim de diminuir sua energia e tornar-se estável.
Isso ocorre normalmente com átomos de números atômicos maiores que 84, que são átomos com alta instabilidade nuclear devido à quantidade de carga positiva (prótons) acumulada no núcleo. Nesse processo, os nêutrons não são suficientes para estabilizar todos os prótons aglomerados no núcleo, e, então, o núcleo começa a sofrer o decaimento radioativo até que seu número atômico seja menor que 84.
Em alguns casos, pode acontecer que átomos com número atômico inferior a 84 tenham núcleos instáveis e também passem pelo processo de decaimento, mas, para isso, precisam ter um número de prótons bem superior ao número de nêutrons.
O decaimento radioativo é calculado pelo tempo de meia-vida (ou período de semi-desintegração, P) do radioisótopo, que é o tempo necessário para que metade da massa da amostra inicial radioativa sofra desintegração, ou seja, torne-se estável. Graficamente falando, a seguir, está representado o conceito de meia-vida. Por se tratar de um processo contínuo, a curva tende a chegar a zero.
Descoberta
O estudo da radioatividade teve início com pesquisas do físico alemão Wilhelm Röentgen, em 1895, quando esse investigava o efeito da luminescência. Outro cientista importante para o desenvolvimento da radioatividade foi o físico francês Antoine-Henri Becquerel, que percebeu, em 1896, marcações feitas em um filme fotográfico por uma amostra de sal de urânio.No entanto, foi o casal Curie que utilizou o termo radioatividade pela primeira vez. Em 1898, a polonesa Marie Curie deu seguimento aos estudos relativos à radioatividade e fez descobertas valiosas para a área, como a descoberta de dois novos elementos radioativos: o polônio (Po) e o rádio (Ra).Posteriormente, Ernest Rutherford descobriu as radiações do tipo alfa (α) e beta (β), o que permitiu melhores explicações para seu modelo atômico, bem como o avanço das pesquisas relacionadas à radioatividade.
Elementos Radioativos
A radioatividade pode ser natural, encontrada em elementos que estão dispostos na natureza ou artificial, pela criação de elementos radioativos em laboratório.
Elementos Radioativos Artificiais
obtidos artificialmente nas reações artificiais de transmutação, a qual produz um novo elemento químico radioativo, por exemplo: iodo-131 e o fósforo-30.
Elementos Radioativos Naturais:
as famílias radioativas naturais são encontradas na natureza, donde os elementos radioativos são transformados por meio de desintegrações, até chegarem num elemento químico estável, por exemplo, o urânio, o actínio e o tório.
Leis
A emissão radioativa de partículas segue determinados comportamentos que são explicados pelas leis da radioatividade (uma para a partícula alfa e outra para a partícula beta), que foram descritas pelo químico inglês Frederick Soddy e pelo químico e físico polonês Kazimierz Fajans.
Segunda lei da radioatividade
A segunda lei fala sobre a emissão beta. Quando um átomo emite uma partícula beta, constituída por um elétron e de massa desconsiderada, sua massa atômica permanece inalterada e seu número atômico aumenta uma unidade.
Pode-se perceber que o átomo de nitrogênio formado possui a mesma massa do átomo de C-14, ou seja, são isóbaros, e seu número atômico aumenta em uma unidade. O aumento do número atômico foi explicado pelo cientista Henrico Fermi, que propôs que um dos nêutrons do núcleo sofre uma transmutação, segundo a equação seguinte, gerando um elétron (a partícula beta emitida), um neutrino (uma partícula subatômica sem carga elétrica e sem massa, ) e um próton (p).
Primeira lei da radioatividade
Segundo essa lei, quando um átomo radioativo emite uma radiação do tipo alfa, ele dará origem a um novo átomo com núcleo contendo dois prótons e dois nêutrons a menos, totalizando uma massa quatro unidades menor. Podemos representar a primeira lei da radioatividade com a seguinte equação genérica:
Note que, ao emitir uma radiação alfa, o novo átomo formado, Urânio-235, possui número de massa quatro unidades menor e o número atômico duas unidades menor — exatamente os valores correspondentes à partícula α emitida pelo núcleo do plutônio.
