Radioatividade
Keywords: Radioatividade, 1896, Alquimia, Alumínio, Antoine Henri Becquerel, Bomba atômica, Boro, Campo elétrico, Campo magnético, Central nuclear
A radioa(c)tividade ou radiatividade é um fenômeno natural ou artificial, pelo qual algumas substâncias ou elementos químicos chamados radioativos, são capazes de emitir radiações, as quais têm a propriedade de impressionar placas fotográficas, ionizar gases, produzir fluorescência, atravessar corpos opacos à luz ordinária, etc. As radiações emitidas pelas substâncias radioativas são principalmente partículas alfa, partículas beta e raios gama. A radioatividade é uma forma de energia nuclear, usada em medicina (radioterapia), e consiste no fato de alguns átomos como os do urânio, rádio e tório serem “instáveis”, perdendo constantemente partículas alfa, beta e gama (raios-X). O urânio, por exemplo, tem 92 prótons, porém através dos séculos vai perdendo-os na forma de radiações, até terminar em chumbo, com 82 prótons estáveis.
A radioatividade pode ser:
- Radioatividade natural: É a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza.
- Radioatividade artificial ou induzida: É aquela que é provocada por transformações nucleares artificiais.
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Radioatividade natural
Em 1896, Antoine Henri Becquerel descobriu que certos sais de urânio emitiam radiações espontaneamente, ao observar que velavam as placas fotográficas envoltas em papel negro. Realizou os ensaios com o mineral aquecido, a frio, pulverizado, dissolvido em ácidos e a intensidade da misteriosa radiação era sempre a mesma. Portanto, esta nova propriedade da matéria, que recebeu o nome de “radioatividade”, não dependia da forma física ou química na qual se encontravam os átomos do corpo radioativo, sendo uma propriedade que estava radicada no interior dos átomos. O estudo do novo fenômeno e seu desenvolvimento posterior se deve quase que exclusivamente ao casal Curie (Marie Curie e Pierre Curie), que encontraram outras substâncias radioativas como o tório, polônio e rádio. A intensidade da radiação emitida era proporcional à quantidade de urânio presente, daí Marie Curie deduziu que a radioatividade era uma propriedade atômica. O fenômeno da radioatividade se origina exclusivamente no núcleo dos átomos radioativos. Acreditava-se que a causa fosse a interação entre as partículas neutron-próton existentes no núcleo do átomo. Ao estudar a radiação emitida pelo rádio se comprovou que a origem era mais complexa, pois ao se aplicar um campo magnético parte dela se desviava de sua trajetória e outra parte não. Ernest Rutherford demonstrou que as radiações emitidas pelos sais de urânio eram capazes de ionizar e de produzir a descarga de corpos carregados eletricamente.
Radioatividade artificial
Produz-se a radioatividade induzida quando se bombardeiam certos núcleos com partículas apropriadas. Se a energia destas partículas tem um valor adequado, elas penetram no núcleo bombardeado formando um novo núcleo que, no caso de ser instável, se desintegra posteriormente. Foi descoberta pelo casal “Joliot-Curie” (Frédéric Joliot e Irène Joliot-Curie), bombardeando núcleos de boro e alumínio com partículas alfa. Observaram que as substâncias bombardeadas emitiam radiações após retirar o corpo radioativo emissor das partículas alfa. O estudo da radioatividade permitiu um maior conhecimento da estrutura dos núcleos atômicos e das partículas subatômicas. Abriu-se a possibilidade da transmutação dos elementos, ou seja, a transformação de elementos em elementos diferentes. Inclusive o sonho dos alquimistas de transformar outros elementos em ouro se tornou realidade, mesmo que o processo economicamente não seja rentável.
Classes de radiação
Comprovou-se que a radiação pode ser de três classes diferentes:
Radiação alfa
São fluxos de partículas carregadas positivamente, compostas por 2 neutrons e 2 prótons. São desviadas por campos elétricos e magnéticos. São muito ionizantes porém pouco penetrantes.
Radiação beta
São fluxos de elétrons resultantes da desintegração de neutrons do núcleo. É desviada por campos elétricos e magnéticos. É mais penetrante porém menos ionizante que a radiação alfa.
Radiação gama
São ondas eletromagnéticas. É o tipo mais penetrante de radiação. Não apresenta carga elétrica e não é afetada pelos campos elétricos e magnéticos. É uma radiação muito perigosa aos organismos vivos.
Leis de Soddy e Fajans
As leis da desintegração radioativa, descritas por Soddy e Fajans, são:
- Quando um átomo radioativo emite uma partícula alfa, a número de massa do átomo resultante diminui em 4 unidades e o número atômico em 2 unidades.
- Quando o átomo radioativo emite uma partícula beta, o número de massa do átomo resultante não varia e o seu número atômico aumenta em 1 unidade.
- Quando um núcleo "excitado" emite uma radiação gama não ocorre variação no seu número de massa e número atômico, porém ocorre uma perda de uma quantidade de energia "hv".
As duas primeiras leis nos indicam que, quando um átomo emite uma radiação alfa ou beta, transforma-se em outro átomo de elemento químico diferente. Este novo elemento pode ser radioativo, transformando-se em outro, e assim sucessivamente, dando lugar às chamadas "séries radioativas".
Veja também:
• Isótopo • Meia-vida • Vida-média • Contador Geiger • Datação radiométrica • Reator nuclear • Energia nuclear • Central nuclear • Bomba atômica