Radioatividade: tipos, elementos radioativos, aplicações - Ciência - 2023

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o radioatividade é propriedade de certos materiais emitir energia espontaneamente. Isso se manifesta como corpúsculos ou partículas subatômicas, ou na forma de radiação eletromagnética. É um fenômeno que se deve à instabilidade da energia nuclear; isto é, dos núcleos atômicos.

O núcleo instável de um elemento radioativo sofre decadência e emissão de radioatividade até atingir sua estabilidade energética. As emissões radioativas possuem um alto conteúdo de energia, o que confere um alto poder ionizante que afeta as substâncias a elas expostas.

A radioatividade foi descoberta por Antoine Becquerel em 1896 enquanto fazia experiências com a fluorescência do urânio. Mais tarde, Ernest Rutherford descobriu a existência de dois tipos de radiação nuclear, que chamou de α e β. Este achado experimental foi publicado em 1899.


A radioatividade natural é aquela que se encontra na natureza sem a intervenção do homem; enquanto a radioatividade artificial é aquela produzida pela intervenção humana. O primeiro é detectado em radioisótopos naturais e o segundo em radioisótopos artificiais e elementos supermassivos.

Muitos radioisótopos são inofensivos e usados ​​na medicina. Outros, como carbono-14 e potássio-40, são úteis para datar objetos e estratos do solo.

Embora a radioatividade tenha inúmeras aplicações que beneficiam o homem, como a produção de energia, ela também tem efeitos nocivos que levam à sua morte. Por exemplo, se a dose de radiação for alta, as chances de desenvolver mutações indesejáveis ​​ou câncer são desproporcionalmente aumentadas.

Radiação natural

A radioatividade natural é composta por um conjunto de elementos com núcleos instáveis ​​existentes na natureza e que se desintegram espontaneamente com a emissão de radioatividade. Ou seja, não é necessária a intervenção do homem para que isso ocorra.


É representado por elementos radioativos da crosta terrestre, da atmosfera e do espaço cósmico. Entre eles podemos citar: urânio-238, urânio-235, carbono-14, urânio-235 e radônio-222.

Radiação artificial

Radiação artificial composta por um grupo de elementos radioativos criados em laboratórios de pesquisa. Como? Bombardeando elementos não radioativos com núcleos, átomos de hélio ou outros tipos de radiação, para convertê-los em isótopos radioativos.

Irene Joliet-Curie e Frederic Joliot, laureados com o Nobel (1934), foram os primeiros a criar um isótopo radioativo. Eles bombardearam o 27Ao13 (alumínio) com uma radiação α, um átomo de hélio (4eu tenho2), e gerou um átomo de fósforo radioativo (30P15).

o 30P15 é um átomo radioativo que se desintegra espontaneamente com a emissão de radiação do tipo β, transformando-se em níquel (30Nem14) O cobalto-60, um isótopo radioativo usado no tratamento do câncer, é um elemento radioativo artificial.


Elementos radioativos encontrados nas profundezas da crosta terrestre, e que foram trazidos à superfície da terra por mineração e extração de petróleo, também são considerados parte da radioatividade artificial.

Da mesma forma, a radiação artificial é devida a elementos supermassivos e sintéticos, cujos núcleos se decompõem imediatamente para dar origem a outros elementos.

Tipos de radioatividade

- Tipo de radiação alfa (α)

É uma partícula emitida por um núcleo instável. É composto de dois prótons e dois nêutrons e, portanto, a radiação α é considerada um átomo de hélio (4eu tenho2) nua, sem elétrons. Devido à presença de dois prótons, a partícula alfa é dotada de uma carga positiva.

A radiação α não é muito penetrante e é detida por uma folha de papel, tendo pouco alcance no ar. Exemplos de emissores de radiação α são o urânio-238 e o rádio-226.

Quando uma partícula α é emitida, o átomo produzido vê seu número atômico reduzido em 2 unidades e seu peso atômico e peso atômico em 4 unidades, como pode ser visto no exemplo a seguir:

238OU92  →  4eu tenho2    +     234º90

A radiação do tipo α, embora não passe pela pele, é o tipo de partícula radioativa mais prejudicial quando ingerida, pois seu tamanho lhe confere grande poder ionizante.

- radiação β

A radiação do tipo β é a radiação ionizante que tem um alcance de aproximadamente um metro no ar. Ele pode ser bloqueado por uma folha de alumínio. Durante a fase de decaimento radioativo, ocorre a emissão de um elétron ou pósitron, ambos de origem nuclear.

Portanto, existem dois tipos de emissões radioativas β: as β– e o β+.

Β radiação–

Esse tipo de radiação se deve à emissão de um elétron de origem nuclear e de um nêutron que se transforma em próton. O peso atômico não muda, mas o número atômico aumenta em uma unidade.

n → p + e– + elétron antineutrino

Exemplo: 32P15  →  32S16 + e– + elétron antineutrino

Β radiação+

Nesse tipo de radiação, ocorre a emissão de um elétron de origem nuclear com carga positiva (pósitron). O núcleo instável é estabilizado transformando um próton em um nêutron, então o peso atômico não muda, mas o número atômico é reduzido em uma unidade.

p → n + e+ + 1 elétron neutrino

Exemplo: 23Mg12  →  23N / D11 + e+ + 1 elétron neutrino

- Radiação gama (γ)

Essa radiação é de natureza eletromagnética, ou seja, é uma onda poderosa e penetrante, sendo detida por blocos de chumbo. Esta alta penetração da radiação γ permite seu uso na forma de cobalto-60 no tratamento de câncer em áreas profundas do corpo.

- Emissão de nêutrons

Ocorre quando nêutrons são emitidos em alta velocidade. Essa radiação não é ionizante e é interrompida por água e concreto. A importância da radiação de nêutrons é que ela pode transformar elementos não radioativos em radioativos.

Atividade radioativa

É a forma como a quantidade de radiação é expressa. Está relacionado ao número de decaimentos por segundo (dps) experimentado pelo material radioativo presente. A unidade de atividade radioativa do Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Becquerel, que equivale a 1 dps.

Porém, a unidade mais antiga, e ainda hoje utilizada, é a curie, que equivale a 3,7 · 1010 dps. Ou seja, um curie é igual a 3,7 · 1010 becquerel.

Elementos radioativos

Elementos radioativos são aqueles que possuem núcleos instáveis ​​que alcançam sua condição estável emitindo energia na forma de radioatividade.

Vários elementos não radioativos possuem isótopos radioativos. Por exemplo, o elemento carbono possui átomos não radioativos e isótopos radioativos, como carbono-12 e carbono-14, respectivamente.

Esta é uma lista de elementos cujos isótopos são todos radioativos. A lista consiste no nome do elemento e seu isótopo radioativo mais estável.

-Tecnetius, Tc-91

-Prometio, Pm-145

-Polonio, Po-209

-Astato, At-210

-Francio, Fr-223

-Radio, Ra-226

-Actínio, Ac-227

-Tório, Th-229

-Urânio, U-236

-Americio, Am-243

-Curio, Cm-247

-Califórnio, Cf-251

-Nobelio, nº 259

-Dubnio, Db-268

-Roentgenio, Rg-281

-Moscovio, Mo-288

Emissores de radiação gama

Alguns radioisótopos que emitem radiação gama são:

-Cobalt-60

-Barium-133

-Zinc-65

-Potássio-40

-Manganese-54

-Cesio-137

-Sódio-22

Emissores de radiação beta

-Strôncio-90

-Sulfur-35

-Carbon-14

-Trítio (3H1)

Emissores de radiação alfa

-Uranium-238

-Polonio-210

Aplicações de radioatividade

Medicinal

Os isótopos radioativos são usados ​​na medicina para fins diagnósticos e terapêuticos. Alguns isótopos radioativos servem como traçadores para o diagnóstico de doenças, uma vez que possuem as mesmas características dos átomos de elementos não radioativos.

O iodo-131 é usado na medicina para a determinação do débito cardíaco e do volume plasmático. Mas a aplicação mais importante do iodo-131 é para medir a atividade da glândula tireóide, uma vez que os hormônios tireoidianos carregam o iodo.

O fósforo-32 é usado na determinação da presença de tumores malignos, uma vez que as células cancerosas tendem a absorver mais fosfato do que as células normais. Tecnécio-99 é usado para determinar a estrutura anatômica dos órgãos.

O cobalto-60 e o césio-137 são emissores gama de alta penetração, usados ​​para matar as células cancerosas com o mínimo de dano às células vizinhas.

Atividades científicas e acadêmicas

A radioatividade é usada para determinar os requisitos das plantas que devem ser supridos pelo solo. Os materiais radioativos também são usados ​​para determinar, por meio do uso de cromatografia gasosa, os componentes do óleo e da fumaça.

Em estudos arqueológicos, a atividade do carbono-14 é usada para determinar a idade de certos fósseis. Este isótopo ocorre naturalmente na atmosfera e só é incorporado por seres vivos.

A irradiação de plantas é usada para induzir mutações nelas e torná-las mais resistentes às condições ambientais.

Indústria

A radioatividade é usada para esterilizar materiais médicos. Também é utilizado na esterilização de alimentos e dos recipientes que os contêm.

Além disso, a radioatividade é utilizada no processamento dos tecidos, antes de um tratamento que os torna resistentes às rugas.

Panelas com propriedades antiaderentes são tratadas com radioatividade para evitar que os alimentos grudem na superfície metálica. Traçadores radioativos são usados ​​para determinar a eficiência dos óleos de motor nos cilindros dos motores de automóveis.

A radioatividade é usada na remoção de gases tóxicos, como dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, do meio ambiente. O material radioativo é usado para medir a espessura da casca do ovo e também para remover ovos frágeis antes de serem embalados.

O material de polietileno usado como invólucro também está sujeito à radioatividade. O tratamento radioativo permite que o polietileno seja aquecido e adere adequadamente aos alimentos que cobre.

Além disso, a radioatividade é usada para determinar os níveis de fluidos em tanques de óleo e produtos químicos, bem como a umidade e densidade de solos e materiais em canteiros de obras. Também é usado para determinar imperfeições em fundições de metal e soldas.

Reatores nucleares

Eles são uma instalação capaz de produzir reações em cadeia prolongadas. São utilizados para: a produção de calor utilizado na geração de eletricidade para os diversos usos da população. Eles também são usados ​​para a fabricação de materiais destinados à propulsão nuclear marítima, satélites artificiais e foguetes.

Eles permitem a transmutação de elementos químicos para a criação de isótopos radioativos; por exemplo, amerício, usado em detectores de fumaça, e cobalto-60, para uso médico. E, finalmente, esses reatores produzem plutônio para armas nucleares e combustível para outros reatores.

Referências

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