Radioatividade. 2 ano.

Alguns átomos, principalmente os de grande massa, se desintegram espontaneamente, manifestando radioatividade.
Pierre Curie e Marie Curie, o casal Curie estudou a radioatividade dos sais de urânio. Eles verificaram que todos os sais de urânio tinham a propriedade de impressionar chapas fotográficas. Concluíram que o responsável pelas emissões era o urânio (U).  

Fizeram muitas experiências, extraindo e purificando o urânio (U) a partir do minério pechblenda (U₃O).

Observaram que as impurezas eram mais radioativas do que o próprio urânio. Separaram, em 1898, das impurezas, um novo elemento químico, o Polônio (Po) em homenagem à terra natal de Marie Curie, a Polônia. O Polônio é 400 vezes mais radioativo do que o urânio.
Mais experimentos foram feitos pelo casal e foi descoberto outro elemento químico, o Rádio (Ra), 900vezes mais radioativo que o urânio. Este elemento torna luninescente (azulado) quando esta no escuro e torna fluorescente algumas substãncias como ZnS, BaS, etc…
Os átomos dos elementos radioativos são muito instáveis. Por este motivo, a radioatividade se manifesta pela emissão de partículas do núcleo do átomo ou de radiação eletromagnética.
Desintegração ou Decaimento Nuclear – processo onde os núcleos instáveis emitem partícula e ondas eletromagnéticas para conseguir estabilidade.
Só é radioativo o elemento que tem seu núcleo instável. A estabilidade do núcleo atômico é determinada pelo número de massa (A), ou seja, quantidade de prótons mais nêutrons. A estabilidade só é rompida nos átomos com número de massa muito grande. A partir do polônio (Po-84), todos os elementos têm instabilidade.
Há alguns átomos mais leves com núcleos instáveis, em proporções mínimas. São os chamados isótopos radioativos ou radioisótopos.

DESINTEGRAÇÃO RADIATIVA

Quando ocorre a desintegração, os núcleos liberam radiação em forma de partículas alfa (α), beta (β) e raios gama (γ).

Desintegração alfa

Consiste na emissão da partícula alfa (α). Esta partícula é carregada positivamente, sendo sua carga 2+. É formada por 2  prótons e 2 nêutrons expelidos do núcleo.

Primeira Lei da Radioatividade / Lei de Soddy
“Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui duas unidades e seu número de massa diminui 4 unidades.”
Exemplo

235                       231                      4
     U            →          Th       +             α
92                           90                      2   
átomo-pai            átomo-filho     partícula  alfa

Desintegração beta

Consiste na emissão de partícula beta (β). É formada por um elétron que é “atirado” em altíssima velocidade para fora do núcleo. Na verdade, o elétron não está no núcleo. O elétron é emitido por causa do núcleo instável.

Segunda Lei da Radioatividade / Lei de Soddy-Fajans-Russel

“Quando um núcleo emite uma partícula beta (β), seu número atômico aumenta uma unidade e seu número de massa não se altera.”
Exemplo:

210                           210                    0 
      Bi          →               Po         +        β
  83                            84                    1-  
átomo-pai           átomo-filho      partícula beta

Lembre-se que a carga elétrica relativa do elétron é 1-.
Neste caso, o átomo-pai e o átomo-filho são isóbaros.
Os átomos de tório, césio e estrôncio emitem radiação β.
O tório-234, por exemplo, se transforma em protactínio-234 emitindo um elétron, partícula beta.

Desintegração gama

As emissões gama (γ) não são partículas. São ondas eletromagnéticas, assim como a luz ou ondas luminosas.
Possui um poder de penetração maior que a alfa e beta. Conseguem atravessar até 20cm no aço e 5 cm no chumbo (Pb). Por este motivo, estas emissões são muito perigosas do ponto de vista fisiológico. Podem danificar tecidos vivos e até matar.
A emissão gama (γ) não altera nem o número atômico e nem o número de massa.
O rádio-226, por exemplo, se transforma em radônio-222, emitindo radiação gama e também partículas alfa.

DECAIMENTO E MEIA-VIDA

Radioatividade – É a propriedade que os núcleos atômicos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas para se transformarem em núcleos mais estáveis. Para este fenômeno, damos o nome de reação de desintegração radioativa, reação de transmutação ou reação de decaimento.
A reação só acaba com a formação de átomos estáveis.
Exemplos:
U ²³⁸ sofre decaimento até se transformar em Pb^206.

O tempo que os elementos radioativos levam para ficarem estáveis, varia muito.

Meia-Vida – É o tempo necessário para a metade dos isótopos de uma amostra se desintegrar.

Um conjunto de átomos radioativos pode estar se desintegrando neste instante. Outro átomo pode se desintegrar daqui há uma hora. Outro, pode desintegrar daqui há três meses.
O U-235 é o elemento com meia-vida mais longa. Tem cerca de 7,04.10⁸anos.

Exemplo de um gráfico de Meia-vida: Atividade x Tempo

Exemplo de decaimento do bismuto- 210

EFEITOS DA RADIOATIVIDADE NOS ORGANISMOS

Os efeitos da radioatividade no ser humano dependem da quantidade acumulada no organismo e do tipo de radiação. A radioatividade é inofensiva para a vida humana em pequenas doses, mas, se a dose for excessiva, pode provocar lesões no sistema nervoso, no aparelho gastrintestinal, na medula óssea, etc., Muitas vezes pode levar a morte (em poucos dias ou num espaço de dez a quarenta anos, através de leucemia ou outro tipo de câncer).
Estar em contato com a radiação é algo sutil e impossível de ser percebido imediatamente, já que no momento do impacto não ocorre dor ou lesão visível.
A radiação ataca as células do corpo, fazendo com que os átomos que compõem as células sofram alterações em sua estrutura. As ligações químicas podem ser alteradas, afetando o funcionamento das células. Isso provoca, com o tempo, conseqüências biológicas no funcionamento do organismo como um todo; algumas conseqüências podem ser percebidas a curto prazo, outras a longo prazo. Às vezes vão apresentar problemas somente os descendentes (filhos, netos) da pessoa que sofreu alguma alteração genética induzida pela radioatividade.