Radioatividade

Radioatividade — fenômeno em que núcleos de átomos instáveis emitem radiação para se tornarem estáveis. Há três tipos principais de emissão: alfa, beta e gama. Partícula alfa (α) — formada por 2 prótons e 2 nêutrons; representada com massa 4 e número atômico 2. Por ter massa considerável, apresenta baixo poder de penetração. 1ª Lei da Radioatividade (Lei de Soddy) — quando um núcleo instável emite partícula alfa, o número de massa diminui 4 unidades e o número atômico diminui 2, gerando um novo elemento (é o número atômico que caracteriza o elemento químico). Ex.: U-238 (Z=92) → Th-234 (Z=90) + α. Partícula beta (β) — surge da desintegração de um nêutron instável, que produz um próton (fica no núcleo), um elétron ejetado do núcleo em alta velocidade (a própria partícula beta) e um neutrino. Representada com massa 0 e carga −1. Tem médio poder de penetração. 2ª Lei da Radioatividade (Soddy, Fajans e Russell) — na emissão beta, o número de massa permanece igual e o número atômico aumenta 1 unidade. Ex.: Bi-210 (Z=83) → Po-210 (Z=84) + β. Radiação gama (γ) — ondas eletromagnéticas de alta energia, sempre liberadas junto com emissões alfa ou beta. Não tem massa nem carga, por isso apresenta elevado poder de penetração, comparável ao raio-X. É a usada, por exemplo, no tratamento do câncer. Meia-vida (período de semidesintegração) — tempo necessário para a quantidade de uma amostra radioativa cair pela metade. Fórmula: m = m₀/2^x, onde x é o número de meias-vidas; vale para massa, mols, número de átomos, fração ou porcentagem. Na prática, basta dividir sucessivamente por 2: m₀ → m₀/2 → m₀/4 → m₀/8...; em fração 1 → 1/2 → 1/4 → 1/8 → 1/16...; em porcentagem 100% → 50% → 25% → 12,5% → 6,25%. Em gráficos, a meia-vida é o tempo em que a quantidade inicial cai à metade. Fissão nuclear — quebra do núcleo de um átomo grande em núcleos menores pelo bombardeio de nêutrons, liberando grande quantidade de energia; os nêutrons liberados atingem outros núcleos, gerando reação em cadeia. Ex.: U-235 + nêutron → Ba + Kr + 3 nêutrons + energia. Aplicações: bomba atômica e usina nuclear. O urânio natural é quase todo U-238; o enriquecimento aumenta a proporção de U-235 — cerca de 4% para usinas e até 80% para a bomba atômica. Fusão nuclear — união de núcleos pequenos (geralmente hidrogênio) formando núcleos maiores, com liberação de energia muito maior que na fissão. Ex.: H-2 + H-3 → He-4 + nêutron + energia. Ocorre no Sol (hidrogênio virando hélio, origem da energia solar) e na bomba de hidrogênio (bomba H), cujo poder de destruição supera o das bombas de fissão, como as de Hiroshima e Nagasaki.