Radioatividade – Tipos, Leis, Aplicações e Exercícios

Muitas pessoas se assustam ao ouvir o termo radioatividade. Isso porque, esta propriedade causou sérios acidentes ao redor do mundo, criando uma má reputação.

O termo químico se refere à capacidade de certos elementos emitirem radiações (emissões) fortes que podem, até mesmo, produzir a fluorescência (brilho). Isto acontece quando há excesso de carga no átomo, que precisa ser liberada em forma de energia, a fim de ficar estável.

Tal propriedade foi descoberta quando pesquisadores deixaram, acidentalmente, uma rocha de urânio sobre um filme fotográfico e este foi marcado por algo que saia da rocha. Na época, deram o nome de radioatividade, mas não sabiam ao certo o que era.

Tipos de Radioatividade

Os tipos de partículas emitidas por um elemento radioativo podem ser

Alfa (α):

• Partículas positivas;
• Correspondem aos prótons e nêutrons;
• Possuem baixo poder de penetração;
• São também conhecidas por núcleo de Hélio.

Beta (β):

• Partículas negativas;
• São constituídas por um elétron;
• Quando há excesso de carga negativa, libera-se uma partícula beta negativa. Quando há excesso de cargas positivas, libera-se uma partícula beta positiva (pósitron);
• Poder de penetração: maior que o da alfa e menor que o da gama.

Gama (γ):

• Libera o excesso de carga em forma de ondas eletromagnéticas, quando as duas outras partículas já foram liberadas, mas o núcleo permanece instável;
• Poder de penetração:  a maior entre todos os tipos de partículas;
• Não precisa de um meio material para se propagar.

Leis da radioatividade

O químico Frederick Soddy propôs as Leis da Radioatividade, que são apenas duas, pois as partículas gamas apresentam número atômico e de massa igual a 0.

1ª Lei da Radioatividade

Esta trata da emissão de partículas alfas. Como este tipo de radiação apresenta número de massa 4 e número atômico 2, ocorrem as seguintes modificações:

• Retira-se 2 prótons e 2 nêutrons do núcleo;
• Retira-se 4 unidades do valor de massa;
• Retira-se 2 unidades do valor atômico.

Sempre que uma radiação alfa é emitida, forma-se um novo elemento químico, pois o número atômico é alterado. A equação química que reproduz essa reação é:

_ZX^A → ₂α⁴ + _Z-2Y^A-4

Em que, X e Y são elementos químicos, Z é o número atômico e A é o número de massa.

2ª lei de Radioatividade

Esta Lei refere-se às emissões beta. Estas partículas apresentam número de massa igual a 0 e número atômico igual a -1, provocando as seguintes alterações:

• Aumenta-se 1 próton no núcleo;
• O número de massa permanece o mesmo;
• Aumenta-se em 1 unidade o número atômico.

Como o número atômico é alterado, também ocorre a formação de um novo elemento químico, com número atômico maior em 1 unidade.

A equação química que reflete este processo é:

_ZX^A → _-1β⁰ + _Z+1Y^A

Em que, X e Y são elementos químicos, Z é o número atômico e A é o número de massa.

Aplicações

Há várias aplicações desta propriedade em nosso cotidiano. É possível produzir energia em usinas nucleares e utilizá-la para o tratamento de câncer, (teleterapia e radioterapia) e no exame de raio-X.

Consequências

Apesar das aplicações valiosas desta propriedade, há certos riscos relacionados ao seu uso. O contato com elementos radioativos pode destruir o sistema imunológico.

Quando pacientes com câncer se submetem ao tratamento, apresentam náuseas e queimaduras externas e internas, após o contato. Além disso, o lixo atômico gerado é prejudicial para todos os seres vivos.

Exemplos

• Formação de um novo elemento químico em função da emissão de radiação alfa:

₈₄Po²⁰⁹ → ₂α⁴ + ₈₂Pb²⁰⁵

O Polônio (Z=84, A= 216) dá origem ao Chubo (Z=82, A=216).

• Formação de um novo elemento químico em função da emissão de radiação beta:

92U238 → -1β0 + 93Np238

O Urânio (Z=92, A=238) dá origem ao Netúnio (Z=93, A=238).

Exercício Resolvido

(UPE-2001) Entre as alternativas abaixo, relacionadas à Radioatividade, todas estão corretas, exceto:

A) o poder de ionização das partículas alfa é maior que o das partículas beta.

B) quando um núcleo radioativo emite uma partícula beta, seu número de massa aumenta de uma unidade e o seu número atômico não se altera.

C) a radioatividade é a propriedade que os núcleos atômicos instáveis possuem de emitirem partículas e radiações eletromagnéticas para se transformarem em outros núcleos mais estáveis.

D) a velocidade de desintegração radioativa é proporcional ao número de átomos radioativos presentes na amostra.

E) a constante radioativa explicita a fração de átomos de um determinado elemento radioativo que se desintegram na unidade de tempo.

Alternativa “b”. Quando ocorre emissão de partículas beta, o número de massa permanece o mesmo e seu número atômico aumenta em uma unidade.