A radioatividade é uma parte da química que estuda a emissão de partículas a partir de núcleos instáveis em diferentes elementos. No dia a dia, essas reações são importantes para tratamentos radioterápicos, esterilização de materiais contaminantes e estudos citológicos.
Dada a importância da radioatividade, os vestibulares cobram esse assunto de maneira contextualizada e interdisciplinar e, para te ajudar com isso, a Coruja construiu um resumo com as principais informações sobre o tema. Por fim, veja uma aplicação prática de como ele aparece nas provas com questões. Vamos lá?
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Como é determinada a radioatividade?
A radioatividade de um elemento é determinada pela instabilidade de seu núcleo atômico. Por isso, a pressão, a temperatura e o estado físico da substância não interferem nessa propriedade.
As partículas radioativas podem emitir radiações de três diferentes tipos, classificados pelas letras gregas: alfa, beta e gama. Eles possuem diferentes propriedades de penetração nos materiais, velocidade e de composição atômica. Confira a seguir.
Radiação Alfa (2α4)
É uma radiação formada por dois prótons e dois nêutrons, com número de massa igual a quatro unidades. Sua representação gráfica é 2α4 e quando emitidas, possuem um poder de penetração baixo e rapidez equivalente a 10% da velocidade da luz.
Radiação Beta (-1β0)
Dentro da radioatividade, a radiação beta é representada por -1β0 e apresenta um potencial de penetração maior que o da radiação alfa, de forma que pode ser considerada de média penetração.
A radiação beta emite uma única partícula, representada por um elétron. U — uma vez que os elétrons não apresentam unidade de massa significativa, justifica-se a massa zero de -1β0. Por fim, sua rapidez de deslocamento é maior que a anterior e equivale a 90% da velocidade empreendida pela luz.
Radiação Gama (0γ0)
Por sua vez, a radiação gama é a que apresenta o maior poder de penetração nos materiais e, por isso, pode representar um problema para os organismos vivos. Ela é formada por uma onda eletromagnética que se desloca pelo ar com a velocidade da luz.
Radioatividade: meia-vida
A meia-vida de uma radiação é a quantidade de tempo necessária para que um elemento se desintegre na metade de sua massa total. Por exemplo, se um recipiente tem 100g de certo material radioativo, contabiliza-se a quantidade de tempo até que o recipiente tenha somente 50g desse material.
Se o tempo decorrido é de 5 meses, entende-se que essa é a meia-vida desse material. Ou seja, daqui 5 meses, o recipiente conterá apenas 25g desse material, daqui 10 meses, 12,5g, e assim sucessivamente.
Para a contabilização do número de meias-vida que um elemento esteve sujeito,pode ser utilizada a fórmulas matemática abaixo:
m = m0 / 2x
na qual m é a massa do elemento no fim do tempo decorrido, m0 é a massa inicial e x representa o número de meias vidas transcorridas.
Por exemplo: o Césio-137 tem uma meia vida de 30 anos. No início do experimento, havia 400 gramas desse elemento e, atualmente, existem apenas 25g, quanto tempo se passou desde então?
m = 25g
m0= 400g
x = ?
25 = 400 / 2x
2x.25 = 400
2x=16
x=4
Como x=4, sabe-se que foram transcorridas 4 meias-vida até essa alteração na massa do Césio-137. Já que esse elemento possui um tempo de meia-vida igual a 30 anos: 4.30 = 120. Ou seja, passaram-se 120 anos desde o início do experimento.
Radioatividade: Fissão Nuclear
Das diversas formas que a radioatividade pode atuar, uma delas é a fissão nuclear, na qual o núcleo é quebrado e partículas radioativas. Geralmente, ela acontece quando o elemento radioativo é bombardeado com nêutrons.
Como produto, formam-se dois núcleos radioativos menores que o inicial e, além disso, novos nêutrons são liberados. Ao acontecer, esse tipo de reação libera energia térmica considerável — que pode ser utilizada para geração de energia elétrica, com o risco de gerar lixo nuclear em excesso. Veja um exemplo:
92U238 + 0n1 → 56Ba137 + 36Kr100 + 20n1
Radioatividade: Fusão Nuclear
A fusão nuclear, por sua vez, é a união de núcleos atômicos que formam um novo núcleo único. Na equação química abaixo, veja um exemplo:
1H1+ 1H2 → 2He3
Assim como na reação anterior, a radioatividade da fusão nuclear gera energia térmica. Do ponto de vista ambiental, ela é benéfica porque não gera lixo nuclear — uma vez que o elemento formado não possui propriedades radioativas.
Radioatividade no dia a dia
No dia a dia, a radioatividade pode aparecer de maneiras positivas ou negativas. Assim como toda forma de ciência, ela pode ser aplicada para a construção de tecnologias em benefício da humanidade, bem como para causar destruição em massa.
Por exemplo, o exame radiológico ou raio-X utiliza a radiação para “fotografar” o corpo humano a partir de um espectro interno e, com isso, diagnosticar doenças. Em outros casos, a radiação é aplicada como tratamento em células tumorais — seja para amenizar os sintomas ou eliminar completamente o tumor encontrado com a radioterapia.
Por outro lado, durante a Segunda Guerra Mundial, foram criadas bombas atômicas com alto potencial destruidor em cidades japonesas. Nesse caso, além do dano material e natural, muitas vidas sofreram com a crueldade dos atos empregados.
Questão de radioatividade
Agora que você já conhece os principais tipos de radiação, fórmulas e aplicações no cotidiano, responda a questão de vestibular sobre o assunto. Confira também a resolução proposta pelo Estratégia e compare com o raciocínio desenvolvido por você — esse processo auxilia na consolidação do seu conhecimento.
ENEM 2016
A energia nuclear é uma alternativa aos combustíveis fósseis que, se não gerenciada de forma correta, pode causar impactos ambientais graves. O princípio da geração dessa energia pode se basear na reação de fissão controlada do urânio por bombardeio de nêutrons. como ilustrado:
235U + n → 95Sr + 139Xe + 2 n + energia
Um grande risco decorre da geração do chamado lixo atômico, que exige condições muito rígidas de tratamento e armazenamento para evitar vazamentos para o meio ambiente. Esse lixo é prejudicial, pois
a) favorece a proliferação de microrganismos termófilos.
b) produz nêutrons livres que ionizam o ar, tornando-o condutor.
c) libera gases que alteram a composição da atmosfera terrestre.
d) acentua o efeito estufa decorrente do calor produzido na fissão.
e) emite radiação capaz de provocar danos à saúde dos seres vivos.
O lixo atômico, por apresentar radioatividade, pode liberar partículas radioativas que atuam sobre os seres vivos e causam danos à sua saúde. Por isso, a alternativa correta é a letra E.
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