Radioatividade

A radioatividade, radiatividade ^{(português brasileiro)} ou radioactividade ^{(português europeu)} 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 ou espontânea: É a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza e poluem o meio ambiente.
• Radioatividade artificial ou induzida: É aquela que é provocada por transformações nucleares artificiais.

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 nêutrons e 2 prótons (núcleo de hélio). São desviadas por campos elétricos e magnéticos. São muito ionizantes porém pouco penetrantes. Quando um radioisótopo (que possui núcleo instável) emite uma partícula alfa, seu número de massa (A) diminui 4 unidades e o seu nº atômico diminui 2 unidades.
Foi observada pela primeira vez por Ernest Rutheford em 1898.

 Radiação beta

São fluxos de partículas originárias do núcleo, fato este que as distingue dos elétrons. Estas partículas tem a mesma natureza dos eletrons orbitais, e são resultantes da desintegração de nêutrons do núcleo (ver "Leis de Soddy e Fajans" abaixo para uma melhor interpretação de "desintegração"). É desviada por campos elétricos e magnéticos. É mais penetrante porém menos ionizante que a radiação alfa. Quando um radioisótopo emite uma partícula beta, o valor de sua massa não muda, e seu nº atômico aumenta em 1 unidade.

 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. Com o recebimento da Radiação Gama, pode-se alterar o material genético da pessoa, fazendo com que seus filhos tenham alta possibilidade de nascerem cegos, surdos, mudos ou com algum outro tipo de deficiência.

Leis de Soddy e Fajans

As leis da desintegração radioactiva, descritas por Soddy e Fajans, são:

Quando um átomo radioactivo emite uma partícula alfa, o número de massa do átomo resultante diminui em 4 unidades e o número atômico em 2 unidades.

Quando o átomo radioactivo 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 "hν".

As duas primeiras leis indicam-nos que, quando um átomo emite uma radiação alfa ou beta, transforma-se em outro átomo de elemento químico diferente. Este novo elemento pode ser radioactivo, transformando-se noutro, e assim sucessivamente, dando lugar às chamadas "séries radioactivas".
Desse modo, a emissão de partículas alfa e beta pelos átomos instáveis muda seu número atómico, transformando-os em outros elementos. O processo de desintegração nuclear só termina com a formação de átomos estáveis. O urânio-238, por exemplo, vai sofrendo decaimento até formar o elemento chumbo-206.

 Leis da Radioatividade

1ª Lei- quando um átomo emite uma partícula alfa, seu numero atômico diminui de duas unidades e sua massa atômica de quatro unidades.
2ª Lei- quando um átomo emite uma partícula beta, seu número atômico aumenta de uma unidade. As radiações gama não alteram o número atômico nem o número de massa do átomo. Quando um átomo emite uma partícula radioativa dizemos que ele sofreu uma desintegração.