Autor: Vinicius Miranda | Publicado: 2011-10-11T18:04:00-07:00


Como funciona a radiação nuclear






Decaimento radioativo


O decaimento radioativo é um processo natural. Um átomo de isótopo 
radioativo irá espontaneamente se decair em um outro elemento através de
 três processos comuns:   

decaimento alfa 
decaimento beta 
fissão espontânea 


No processo, quatro diferentes tipos de raios radioativos são produzidos:   

raios alfa 
raios beta 
raios gama 
raios de nêutrons 




O amerício-241, um elemento radioativo bem conhecido por seu uso em detectores de fumaça, é um bom exemplo de um elemento que sofre a decaimento alfa. O átomo de amerício-241 emitirá espontaneamente uma partícula alfa.
 A partícula alfa é formada de 2 prótons e 2 nêutrons ligados, o que é 
equivalente ao núcleo do hélio-4. No processo de emissão da partícula 
alfa, o átomo do amerício-241 se transforma em um átomo de netúnio-237. A
 partícula alfa sai de cena a uma velocidade alta, talvez 16 mil km/s.&nbsp;





Ao
 analisar um átomo individual de amerício-241, é impossível prever 
quando ele irá eliminar a partícula alfa. Entretanto, num grupo grande 
de átomos de amerício, a taxa de decaimento pode se tornar bastante 
previsível. Sabe-se que metade dos átomos de amerício-241 decaem em 458 
anos. Portanto, a meia-vida do amerício-241 é 458 anos.
 Cada elemento radioativo tem uma meia-vida diferente, variando desde 
frações de um segundo a milhões de anos, dependendo do isótopo 
específico. Por exemplo, o amerício-243 tem uma meia-vida de 7.370 anos.&nbsp;





O trítio (hidrogênio-3) é um bom exemplo de elemento que sofre a decaimento beta.
 No decaimento beta, um nêutron do núcleo transforma-se espontaneamente 
em um próton, um elétron e uma terceira partícula denominada 
antineutrino. O núcleo expele o elétron e o antineutrino, enquanto o 
próton permanece no núcleo. O elétron ejetado é chamado de partícula beta.
 O núcleo perde um nêutron e ganha um próton. Portanto, um átomo de 
hidrogênio-3, que sofre o decaimento beta, se torna um átomo de hélio-3.
 Se você clicar na figura "ir" abaixo, poderá ver a mudança do nêutron.&nbsp;




   

Na fissão espontânea, um átomo, na verdade, se
 divide em vez de eliminar uma partícula alfa ou beta. A palavra 
"fissão" significa "divisão". Um átomo pesado como férmio-256 sofre 
fissão espontânea em cerca de 97% das vezes que ele decai e, no 
processo, se transforma em 2 átomos. Por exemplo, um átomo de férmio-256
 pode se tornar um átomo de xenônio-140 e um átomo de paládio-112 e no 
processo irá eliminar 4 nêutrons, conhecidos como "nêutrons imediatos", 
porque são ejetados no momento da fissão. Esses nêutrons podem ser 
absorvidos por outros átomos, causando reações nucleares, tais como 
decaimento ou fissão ou como bolas de sinuca, podem colidir com outros 
átomos e causar a emissão de raios gama.&nbsp;



A radiação com nêutron pode ser usada para transformar átomos não-radioativos em radioativos. Isso tem aplicações práticas na medicina nuclear. A radiação com nêutron também é feita nos reatores nucleares das usinas de energia, navios nucleares e aceleradores de partículas, aparelhos usados para estudar a física subatômica.&nbsp;





Em
 muitos casos, um núcleo que sofreu decaimento alfa, beta ou uma fissão 
espontânea, estará bastante energizado e, portanto, será instável. Ele 
eliminará sua energia extra na forma de um pulso eletromagnético 
conhecido como raio gama. Raios gama são parecidos com raios-X
 na maneira como penetram a matéria; porém, têm mais energia. Raios gama
 são feitos de energia e não de partículas em movimento como as alfa e 
beta.&nbsp;





Existem ainda os raios cósmicos, que bombardeiam a Terra o tempo todo. Esses raios têm origem no Sol e também em astros que explodem, como as estrelas. A maioria dos raios cósmicos (talvez 85%) são prótons, viajando próximos da velocidade da luz,
 enquanto talvez 12% sejam partículas alfa viajando também muito 
rapidamente, é a velocidade dessas partículas que lhes dá a habilidade 
de penetrar a matéria. Quando chegam à atmosfera, elas colidem com 
átomos de várias maneiras, gerando raios cósmicos secundários que têm 
menos energia. Estes raios cósmicos secundários então colidem com outras
 coisas na Terra, incluindo seres humanos. Nós somos atingidos por raios
 cósmicos secundários todo o tempo, mas não somos afetados porque esses 
raios secundários têm energia mais baixa que os raios primários. Os 
raios cósmicos primários são um perigo para os astronautas no espaço.&nbsp;






  Um perigo natural

Embora eles sejam naturais, no sentido que os átomos radioativos se 
decompõem naturalmente e os elementos radioativos são parte da natureza,
 todas as emissões radioativas são perigosas para os seres vivos. 
Partículas alfa, partículas beta, nêutrons, raios gama e raios cósmicos 
são todos conhecidos como radiação ionizante. Quando esses raios 
interagem com um átomo eles podem arrancar um de seus elétrons orbitais.
 A perda de elétrons pode causar todo tipo de problema, desde morte 
celular a mutações genéticas (que podem levar ao câncer), em qualquer ser vivo.



Em
 virtude das partículas alfa serem grandes, elas não podem penetrar 
muito fundo na matéria. Não conseguem penetrar numa folha de papel, por 
exemplo; assim, quando estão fora do corpo humano, são inofensivas. 
Entretanto, se você comer ou inalar átomos que emitem partículas alfa, 
elas podem causar um grande dano&nbsp;ao seu organismo.



As partícula
 beta penetram um pouco mais profundamente, mas da mesma forma, são 
perigosas apenas se inaladas ou ingeridas; partículas beta podem ser 
detidas por uma filme de alumínio ou vidro plástico. Raios gama, como os
 raios-X, são detidos pelo chumbo.



Os nêutrons, porque lhes 
falta carga, penetram muito profundamente, e são barrados mais 
eficientemente por grossas camadas de concreto, ou líquidos como água ou
 óleo combustível. Os raios gama e os nêutrons, em razão de serem tão 
penetrantes, podem ter efeitos severos nas células humanas e de animais.
 Você pode ter em algum momento ouvido falar de um dispositivo nuclear 
chamado bomba de nêutrons. Todo o conceito dessa bomba gira em 
torno de otimizar a produção de nêutrons e raios gama para que tenha o 
máximo efeito sobre os seres vivos.



Como vimos, a radioatividade é natural e todos nós possuímos algum tipo de radiação em nosso corpo, como o isótopo radioativo carbono-14,
 por exemplo. Existe, todavia, uma quantidade de elementos nucleares que
 foram manipulados pelo homem, e que podem ser benéficos ou 
prejudiciais. Do mesmo modo que a radiação nuclear nos auxilia em 
fatores importantes, tais como a geração de eletricidade, ou a detecção e
 tratamento de doenças na medicina, ela também nos expõe a perigos 
significativos. 






Esta publicação foi retirada na íntegra e com referências de&nbsp; http://ciencia.hsw.uol.com.br/radiacao-nuclear4.htm 

por Altemar Vinicius Trescastro Miranda - traduzido por HowStuffWorks Brasil