Radioatividade

Radioatividade

Radioatividade a desintegrao espontnea de ncleos atmicos mediante a emisso de partculas subatmicas chamadas partculas alfa e partculas beta e de radiaes eletromagnticas denominadas raios X e raios gama. O fenmeno foi descoberto em 1896 por Antoine Henri Becquerel. Logo reconheceu-se que a radioatividade era uma fonte de energia mais potente que nenhuma outra at ento usada. Os Curie mediram o calor associado desintegrao do rdio e estabeleceram que 1 grama de rdio desprende aproximadamente 420 joules (100 calorias) a cada hora.Ernest Rutherford descobriu que as emisses radioativas contm ao menos dois componentes: partculas alfa, que s penetram alguns milsimos de centmetro no alumnio, e partculas beta, que so quase 100 vezes mais penetrantes. Mais tarde, concluiu-se que existia mais um componente, os raios gama, muito mais penetrantes que as partculas beta.

As partculas alfa so ons de hlio com carga dobrada. As beta so eltrons, enquanto que os raios gama so radiaes eletromagnticas da mesma natureza que os raios X, mas com uma energia consideravelmente maior. As partculas alfa e beta so unidades discretas de matria, razo pela qual, na radioatividade, os tomos se transformam (mediante a emisso de uma dessas partculas) em novos elementos, com propriedades qumicas novas. Quando um ncleo perde uma partcula alfa, forma-se um novo ncleo, mais leve que o original em quatro unidades de massa. A emisso beta se produz por meio da transformao de um nutron em um prton, o que acarreta um aumento da carga nuclear (ou nmero atmico) em uma unidade. Os raios gama costumam estar associados s emisses alfa e beta. No tm carga, nem massa; portanto, a emisso de raios gama por parte de um ncleo no causa mudanas na estrutura do ncleo, mas simplesmente uma perda de determinada quantidade de energia radiante.

Chama-se perodo de meia-vida o tempo que demora um elemento radioativo para reduzir-se metade. uma caracterstica de cada elemento. Uma aplicao interessante do conhecimento desses perodos a determinao da idade da Terra.

O estudo das reaes nucleares e a busca de novos istopos radiativos artificiais levou ao descobrimento da fisso nuclear e ao posterior desenvolvimento da bomba atmica. Entre os istopos radioativos produzidos artificialmente, tem grande importncia o carbono 14, com uma meia-vida de 5.730 40 anos. As medidas do contedo de carbono 14 permitem calcular a idade de objetos de interesse histrico ou arqueolgico, como ossos ou mmias. Outras aplicaes dos istopos radioativos esto na terapia mdica , na radiografia industrial e em certos dispositivos especficos, como fontes de luz fosforescente, eliminadores de eletricidade esttica, calibragens de espessura e pilhas nucleares.

A Descoberta da Radioatividade

Henri Becquerel descobriu que o urnio e seus compostos emitiam uma radiao penetrante, mas interpretou o fenmeno como um tipo de fosforescncia invisvel. Assim como Charles Henry, Gaston Niewenglowski e outros autores, Becquerel foi guiado pela sugesto de Poincar de que os materiais luminescentes talvez emitissem raios X. Assim como outros pesquisadores da poca, Becquerel descreveu fenmenos inexistentes, atribuindo radiao do urnio propriedades como reflexo regular, refrao, polarizao e aumento de intensidade quando estimulado por luz. Apenas a partir de 1898 o estudo da radioatividade comeou realmente a se desenvolver, com a gradual correo dos erros de Becquerel, a descoberta de outros elementos (alm do urnio) que emitiam radiaes penetrantes, e a prpria formulao do conceito de "radioatividade" por Marie Curie. Somente em 1899 comeou a ser esclarecida a natureza das prprias radiaes emitidas pelos corpos radioativos, mostrando-se que no se tratava de raios X, e em 1902-03 foi finalmente formulada a teoria da transformao radioativa, por Rutherford e Soddy. Foi graas a esse trabalho coletivo, e no ao trabalho de Becquerel, que a radioatividade foi descoberta e compreendida.

Fisso Nuclear

Fisso nuclear a diviso de um ncleo atmico pesado e instvel atravs do seu bombardeamento com nutrons - obtendo dois ncleos menores, nutrons e a liberao de uma quantidade enorme de energia. Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando tomos de urnio com nutrons, observou que os ncleos bombardeados capturavam os nutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experincia, constataram a existncia do brio entre os produtos obtidos.

Os nutrons liberados na reao, iro provocar a fisso de novos ncleos, liberando outros nutrons, ocorrendo ento uma reao em cadeia:

Essa reao responsvel pelo funcionamento de reatores nucleares e pela desintegrao da bomba atmica.

Fuso Nuclear

Fuso nuclear a juno de dois ou mais ncleos atmicos produzindo um nico ncleo maior, com liberao de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contnua irradiao de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reao de fuso nuclear.