A radioatividade, um fenômeno tanto natural quanto artificial, é um processo fundamental na física nuclear, no qual núcleos atômicos instáveis liberam energia em busca de uma configuração mais estável. Essa liberação de energia ocorre na forma de partículas subatômicas ou radiação eletromagnética, alterando a composição do núcleo original. Compreender as diferenças entre os tipos de radiação – alfa, beta e gama – é crucial para diversas áreas, desde a medicina nuclear até a datação arqueológica. Este artigo explora em detalhes essas diferenças, seus exemplos, aplicações e níveis de penetração.
O que é Radioatividade?
A radioatividade é a emissão espontânea de partículas ou energia de um núcleo atômico instável. Essa instabilidade pode ser causada por um excesso de prótons, nêutrons ou ambos. Ao emitir radiação, o núcleo se transforma em um núcleo diferente, potencialmente mais estável. Existem diversos tipos de decaimento radioativo, sendo os mais comuns o decaimento alfa, beta e gama.
Radiação Alfa (α): A Partícula Pesada
A radiação alfa consiste em partículas alfa, que são idênticas ao núcleo de um átomo de hélio-4 (²He⁴). Cada partícula alfa contém dois prótons e dois nêutrons, conferindo-lhe uma carga positiva de +2 e uma massa relativamente grande.
* Emissões Alfa: Durante o decaimento alfa, o núcleo original (núcleo pai) emite uma partícula alfa. Isso resulta na diminuição do número atômico do núcleo pai em 2 e do número de massa em 4. Por exemplo, o urânio-238 (²³⁸U) decai para tório-234 (²³⁴Th) através da emissão alfa:
²³⁸U → ²³⁴Th + ²He⁴
* Exemplos de Radiação Alfa:
* Urânio-238 (²³⁸U)
* Rádio-226 (²²⁶Ra)
* Polônio-210 (²¹⁰Po)
* Onde é Usada a Radiação Alfa?
* Detectores de fumaça: A radiação alfa emitida pelo amerício-241 (²⁴¹Am) ioniza o ar dentro do detector. Quando a fumaça entra no detector, ela interrompe a corrente de íons, ativando o alarme.
* Geradores termoelétricos de radioisótopos (RTGs): Empregados em missões espaciais de longa duração, RTGs convertem o calor gerado pelo decaimento alfa de materiais como o plutônio-238 (²³⁸Pu) em eletricidade.
Radiação Beta (β): Elétrons e Pósitrons
A radiação beta envolve a emissão de partículas beta, que podem ser elétrons (β⁻) ou pósitrons (β⁺).
* Radiação Beta Negativa (β⁻): Durante o decaimento beta negativo, um nêutron no núcleo se converte em um próton, emitindo um elétron (β⁻) e um antineutrino (ν̄ₑ). O número atômico aumenta em 1, enquanto o número de massa permanece o mesmo. Por exemplo, o carbono-14 (¹⁴C) decai para nitrogênio-14 (¹⁴N) através da emissão beta negativa:
¹⁴C → ¹⁴N + β⁻ + ν̄ₑ
* Radiação Beta Positiva (β⁺): Também conhecida como emissão de pósitrons, nesse processo um próton no núcleo se converte em um nêutron, emitindo um pósitron (β⁺) e um neutrino (νₑ). O número atômico diminui em 1, enquanto o número de massa permanece o mesmo. Por exemplo, o sódio-22 (²²Na) decai para neônio-22 (²²Ne) através da emissão beta positiva:
²²Na → ²²Ne + β⁺ + νₑ
* Exemplos de Radiação Beta: