Radioatividade Natural

Radioatividade NaturalAutor: Thomaz Bitelli.

Após a descoberta dos raios X por Roentgen, os pesquisadores da época principiaram a seleção dos minerais que se tornavam luminescentes durante e após a exposição aos raios X.
Entre eles, Henry Becquerel, ilustre professor francês, estudava minuciosamente a fosforescência e fluorescência de amostras que recebia de várias partes de seu país, quando acabou descobrindo que um minério de urânio (sal duplo de urânio) emitia uma radiação capaz de impressionar uma chapa fotográfica, mesmo sem irradiação prévia.
Suas experiências (1896) levaram-no a afirmar que o urânio gozava da propriedade de emitir uma radiação penetrante, capaz de atravessar até corpos opacos à luz ordinária.
Entre aqueles que se interessaram pelo fenômeno, destacaram-se, na França, o casal Curie (Pierre e Marie), e na Inglaterra, em Manchester, o famoso grupo de “Sir Esnest Rutherford”, do qual fazia parte o pesquisador Soddy.
Dois anos após a descoberta desse fenômeno (em 1898, portanto),  o casal Curie já anunciava mais duas espécies que emitiam também radiações penetrantes: o polônio e o rádio.
Deve-se ao casal Curie a denominação radioatividade, propriedade que a substância apresenta de emitir as tais radiações penetrantes e, mais ainda, a verificação experimental de que a radioatividade independe das condições físico-químicas da substância.
No início do século passado (1903), sem conhecimento da estrutura do átomo, o grupo de Manchester estabeleceu três postulados capazes de justificar a radioatividade e a transmissão espontânea dos elementos. São eles:

  1. os elementos radioativos transmutam-se espontaneamente de uma espécie química para outra diferente;
  2. a transmutação ocorre simultaneamente com a emissão de radiações penetrantes;
  3. a radioatividade é um processo de caráter subatômico, com origem no íntimo do átomo.

Não há necessidade de ressaltar a intuição científica de Rutherford e Soddy; basta lembrar que, em 1903, o homem praticamente desconhecia quase tudo a respeito do átomo e particularmente tudo a respeito do núcleo.
Atualmente, sabemos que a radioatividade é propriedade inerente aos átomos instáveis dos elementos pesados e, como para justificar a regra, a alguns isótopos de elementos leves.
De um modo geral, podemos dividir didaticamente os elementos naturais em dois grupos: leves e pesados. Do hidrogênio ao chumbo seriam leves, e do bismuto ao urânio, os pesados. É óbvio que estamos estabelecendo uma divisão didática por conveniência. Os elementos pesados e todos os seus isótopos são radioativos naturais.
Quanto aos elementos leves, apenas alguns admitem isótopos radioativos (radioisótopos ou radionuclídeos); por exemplo: In, Lu, Sm, C etc.
Rutherford, em uma experiência bastante divulgada, demonstrou a existência de três tipos de radioatividade natural: radiações alfa, beta e gama, que constituem as emissões espontâneas nas transmutações dos elementos instáveis.
A radiação alfa é constituída por corpúsculos denominados partículas alfa que, segundo demonstrou o grupo de Manchester, nada mais são do que núcleos de 24He, ou seja, dois prótons e dois nêutrons intimamente ligados. A massa da partícula alfa é 4,0026 u, e sua carga é igual a +2e, ou seja, aproximadamente 3,2 . 10-19 C.
A radiação beta é também corpuscular, constituída de partículas beta que são elétrons. A massa do elétrons em repouso é 9,1091 . 10-28 g e corresponde a ~ 0,51 MeV, porém como as partículas beta apresentam velocidades próximas à da luz, teremos que representar sua massa por: m = m0 (1 – v2/ c2) - 1/2. A carga da partícula beta é a carga do elétron (1,6 . 10-19 C).
A radiação gama, de origem eletromagnética, decorre da excitação do núcleo após a emissão de uma partícula, e é chamada também de energia da excitação nuclear.

Referência:

BITELLI, Thomaz. Radioatividade Natural. In: Física e Dosimetria das Radiações. 2. ed. São Paulo: Atheneu; São Camilo, 2006. p. 16-18.

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