História da Radioatividade

Nome : Gian Gabriel GuglielmelliProfessora : Márcia Barsottelli Procópio Número : 12

Turma – Transportes e Trânsito 1 A

CEFET-MG

  Em 1896, Henri Becquerel descobriu que o urânio e seus compostos emitiam uma radiação penetrante, mas interpretou o fenômeno como um tipo de fosforescência invisível. Assim como Charles Henry, Gaston, Niewenglowski e outros autores, Becquerel foi guiado pela sugestão de Poincaré de que os materiais luminescentes talvez emitissem raios X. Assim como outros pesquisadores da época, Becquerel descreveu fenômenos inexistentes, atribuindo à radiação do urânio propriedades como reflexão regular, refração, polarização e aumento de intensidade quando estimulado por luz. Apenas a partir de 1898 o estudo da radioatividade começou realmente a se desenvolver, com a gradual correção dos erros de Becquerel, a descoberta de outros elementos,além do urânio que emitiam radiações penetrantes, e a própria formulação do conceito de "radioatividade" por Marie Curie. Somente em 1899 começou a ser esclarecida a natureza das próprias radiações emitidas pelos corpos radioativos, mostrando-se que não se tratava de raios X, e em 1902-03 foi finalmente formulada a teoria da transformação radioativa, por Rutherford e Soddy. Foi graças a esse trabalho coletivo, e não apenas ao trabalho de Becquerel, que a radioatividade foi descoberta e compreendida. A radioatividade é definida como a capacidade que alguns elementos fisicamente instáveis possuem de emitir energia sob forma de partículas ou radiação eletromagnética.

No início de 1898, dois pesquisadores, independentemente, tiveram a idéia de tentar localizar outros materiais, diferentes do urânio, que emitissem radiações do mesmo tipo. A busca foi feita, na Alemanha, por G.C. Schmidt e, na França, por Marie Curie. Em abril de 1898, ambos publicaram a descoberta de que o tório emitia radiações, como o urânio. O método de estudo não foi fotográfico e sim com o uso de uma câmara de ionização, observando-se a corrente elétrica produzida, no ar, entre duas placas eletrizadas, quando se colocava um material que emitia radiações entre as placas. Esse método de estudos era mais seguro do que o uso de chapas fotográficas, já que estas, podem ser afetadas por muitos tipos de influências diferentes. Marie Curie estudou vários minerais, além de substâncias químicas puras. Notou, como era de se esperar, que todos os minerais de urânio e de tório emitiam radiações. Mas observou um fato estranho:"Todos os minerais que se mostraram ativos contêm os elementos ativos. Dois minerais de urânio - a pechblenda [óxido de urânio] e a calcolita [fosfato de cobre e uracila] são muito mais ativos do que o próprio urânio. Esse fato é muito notável e leva a crer que esses minerais podem conter um elemento muito mais ativo do que o urânio. Reproduzi a calcolita pelo processo de Debray com produtos puros; essa calcolita artificial não é mais ativa do que outros sais de urânio“

Prosseguindo em suas experiências, os Curie separaram da pechblenda um elemento 400 vezes mais radioativo que o urânio, a que chamaram polônio, em homenagem à terra natal da cientista. Mais tarde, conseguiram isolar a partir da pechblenda outro elemento milhares de vezes mais ativo que o urânio, que denominaram rádio. Os estudos sobre o comportamento dessas substâncias, junto com os avanços da teoria atômica, resultaram, durante as primeiras décadas do século XX, numa nova concepção sobre a estrutura da matéria e derrubaram a idéia de indivisibilidade do átomo enunciada no início do século XIX. A hipótese estabelecida sobre a radioatividade, definida como a desintegração dos átomos, foi reforçada com a descoberta do nêutron por James Chadwick em 1932. Essa nova partícula, de carga elétrica neutra, complementou uma teoria da estrutura atômica que compreende o átomo como uma conjunção equilibrada de dois componentes: o núcleo, composto de nêutrons e prótons, partículas elementares de carga positiva, e os elétrons, partículas fundamentais de carga negativa, responsáveis pelas propriedades químicas dos elementos. Assim, a radioatividade não é senão a conseqüência de uma perda, por parte do átomo, de alguns de seus componentes, ou a emissão de subpartículas por desequilíbrio dos campos de energia internos.

História da Radioatividade

Constatando que alguns núcleos atômicos, bombardeados com determinados tipos de radiações de partículas, tinham sua estrutura interna alterada e passavam a apresentar propriedades radioativas, em 1934, Irène Curie e Frédéric Joliot, descobriram a radioatividade artificial. Os procedimentos de transmutação artificial dos elementos químicos resultaram na obtenção de isótopos artificiais e radioativos.

Os estudos realizados sobre o fenômeno da radioatividade, a partir do final do século XIX, comprovaram a existência de três tipos de radiações emergentes do interior dos átomos: os raios alfa, os raios beta e os raios gama.

Tipos de Raios Radioativos

Raios alfa (α). De natureza eletro-positiva e identificados como feixes de núcleos de hélio, os raios alfa são altamente energéticos e emitidos pelos elementos radioativos a milhares de quilômetros por segundo. São também chamados partículas alfa. Apesar de seu elevado conteúdo energético, possuem baixa penetrabilidade e são facilmente detidos por folhas de papel, de alumínio e de outros metais.

Raios beta (β). Também chamados de partículas beta, de carga negativa (b+, elétrons) ou positiva (b- , pósitrons), os raios beta são identificados como partículas de alta energia expelidas pelos núcleos de átomos radioativos. Essas partículas não são constituintes do núcleo, mas surgem durante o decaimento beta, quando o núcleo emite elétrons (ou pósitrons) ou captura um elétron orbital para adquirir estabilidade. As partículas beta possuem menor energia que as alfa, mas apresentam maior poder de penetração, razão pela qual ultrapassam a barreira das lâminas metálicas finas usadas para deter as partículas alfa. Para isolar a radiação beta, é necessário usar lâminas muito mais espessas.

Raios Gama (γ). Eletricamente neutros e constituídos de radiação eletromagnética (fótons) de freqüência superior ao do espectro da luz visível e a dos raios X, os raios gama são emitidos quando os núcleos efetuam transições, por decaimento dos raios alfa, de estados excitados para os de energia mais baixa. Sua energia e capacidade de penetração dificultam a manipulação. A excessiva exposição dos tecidos vivos a esses raios ocasiona malformações nas células, que podem provocar efeitos irreversíveis.

Atualmente sabe-se que existem também radiações devidas a fissão espontânea do núcleo, que são observadas em núcleos pesados como os de urânio, plutônio e netúnio. Essa radiação ocorre devido à quebra espontânea do núcleo em dois núcleos mais leves, com liberação de nêutrons.

Efeitos Biológicos da Radioatividade

A atividade de uma substância radioativa é determinada pelo número de transformações que ela sofre por unidade de tempo. A unidade internacional estabelecida para medir essa grandeza, denominada Curie (Ci).

A radiação gama, de efeitos extremamente nocivos para a vida, se mede em röntgen (R), como os raios X. Essa unidade é definida como a quantidade de radiação capaz de produzir um determinado número de íons (átomos com carga elétrica) numa certa quantidade de ar, sob condições fixas de temperatura e pressão

O efeito biológico causado pela irradiação prolongada do corpo humano se avalia segundo o fator de qualidade da radiação (Q), que estabelece quantas vezes o efeito biológico causado por um dado tipo de radiação excede aquele provocado pela radiação gama de mesma dose, cuja unidade é o REM.

O limite aceitável de radioatividade para o corpo humano é de aproximadamente meio REM por semana. A tolerância de radioatividade varia ligeiramente entre os organismos vivos, mas uma dose generalizada de centenas de REM ocasiona sempre graves lesões e mesmo a morte. A administração local de uma radiação de milhares de REM, porém, contribui para eliminar tumores de pele e de outros órgãos do corpo.

Aplicações da Radioatividade

A radioatividade tem três campos de aplicação para fins pacíficos: médico, quando se aproveita sua capacidade de penetração e perfeita definição do feixe emitido para o tratamento de tumores e diversas doenças da pele e dos tecidos em geral; industrial, nas áreas de obtenção de energia nuclear mediante procedimentos de fissão ou ruptura de átomos pesados; e científico, para o qual fornece, com mecanismos de bombardeamento de átomos e aceleração de partículas, meios de aperfeiçoar o conhecimento sobre a estrutura da matéria nos níveis de organização subatômica, atômica e molecular.

Malefícios

Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases são ionizados pelas radiações, tornando-se um condutor de eletricidade. 

Efeitos biológicos: Em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas.

Fontes : ColadaWeb.com, UNICAMP, UFRGS, BrasilEscola.com