Radiação alfa, beta e gama
Apresentação
A radiação está presente no nosso dia a dia. No entanto, se essa for utilizada de forma inadequada, poderá acarretar consequências graves para os organismos vivos, como queimaduras, câncer e possíveis mutações genéticas. É usada em várias áreas do conhecimento, como medicina, física médica, química, engenharias, entre outras.
- Definir partículas alfa e beta.
- Apresentar aplicações das partículas alfa e beta.
- Discutir possíveis implicações do uso inadequado das radiações alfa e beta.
Ficha técnica
- Radiações
- Cinética química
- Ensino Fundamental
- Ensino Médio
Créditos
Bibliografia
Espaço do professor
Download das ideias e propostas para este conteúdo.Introdução
O que é radioatividade ?
Radioatividade é a propriedade que determinados elementos químicos, como Urânio, Rádio, Polônio, entre outros, possuem quando estão com sobrecarga de energia em seus núcleos. Esta energia pode ser liberada por meio de partículas ou ondas eletromagnéticas.
A radioatividade está presente no nosso dia a dia, até mesmo em alimentos, e neste caso não é prejudicial à saúde, pois auxilia na transformação de alimentos em nutrientes e sua posterior absorção no organismo. Existem muitos elementos radioativos na natureza. Até mesmo as pessoas são ligeiramente radioativas, pois o corpo humano possui carbono 14 e potássio 40, que são radioativos (YOUNG; FREEDMAN, 2004).
No entanto, se a radioatividade for derivada de núcleos atômicos, como o Césio 137 e o Urânio 235, que são obtidos por meio de refinamentos, pode tornar-se prejudicial à saúde quando mal administrada. Porém, esses elementos, se usados com cuidado, auxiliam em tratamentos médicos. A energia excedente nestes elementos é liberada em forma de partículas, alfa e beta, ou em forma de ondas eletromagnéticas, conhecidas como radiação gama.
Então, podemos concluir que a radiotividade pode ser encontrada de forma natural ou obtida artificialmente.
Radiações alfa, beta e gama
Alfa
A partícula alfa é constituída por dois prótons e dois nêutrons, semelhante a um átomo de Hélio. Ela é originada por meio de reações nucleares e decaimentos radioativos.
Como exemplo, podemos observar o decaimento do Urânio, conforme mostra a Figura 01 (HALLIDAY; RESNICK, 2009). Podemos citar algumas propriedades das emissões radioativas da partícula alfa, que é altamente ionizante, tem penetração mínima, ou seja, não atravessa mais que alguns centímetros de ar, sendo assim, é facilmente detida, inclusive por uma folha de papel. O uso dessas partículas é proibido em humanos, sendo que a ingestão de alimentos contaminados com elas é altamente prejudicial à saúde (HENEINE, 1991). Se atingirem um organismo vivo, como um ser humano, ionizam as camadas mais superficiais da pele, originando queimaduras de primeiro grau.
Beta
É um elétron emitido por núcleos radioativos. Isto é possível pelo fato de que um nêutron, ao ser emitido, decai e transforma-se em um próton, um elétron e uma partícula chamada neutrino (YOUNG; FREEDMAN, 2004). São emitidos com grande velocidade, em geral, próxima da velocidade da luz.
Quanto às propriedades das emissões dessas partículas, pode-se dizer que as de maior velocidade atravessam até mesmo 1mm de alumínio. São muito penetrantes por possuírem massa e carga elétrica pequena; são menos ionizantes que as partículas alfa (HENEINE, 1991). Como exemplo, podemos observar o decaimento do Césio, conforme mostra a Figura 02 (HALLIDAY; RESNICK, 2009).
Gama
É uma radiação eletromagnética que não possui carga elétrica e nem massa. Geralmente sua emissão ocorre após a emissão de partículas alfa e beta. Em relação às propriedades de emissões radioativas, podemos dizer que estas são altamente penetrantes, atravessam inclusive paredes de chumbo (HENEINE, 1991).
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Fissão e Fusão Nuclear
Fissão corresponde à separação de um átomo pesado em dois fragmentos, com massas consideráveis, como pode ser observado no exemplo representado na Figura 03. Neste caso, o átomo de Urânio é bombardeado com um nêutron (HENEINE, 1991). Nesta situação ocorre a explosão do Urânio em dois fragmentos menores de átomos de Bário e Kriptônio, mais três nêutrons e mais energia, conforme a equação abaixo.
A Figura 03 ilustra o processo de fissão nuclear:
Podemos observar que no processo de fissão há liberação de grandes quantidades de energia na forma de calor, bem como nêutrons que acabam atingindo outros átomos de Urânio, o que poderá provocar uma reação em cadeia. Esta reação é observada na Figura 04:
Caso não ocorra o decaimento de todos os átomos, os que restam são insignificantes do ponto de vista prático e são denominados de lixo nuclear. No entanto, parte dos rejeitos nucleares pode ser reprocessada e originar novo combustível nuclear.
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A Fusão ocorre quando átomos se fundem para gerar um átomo mais pesado e liberar energia, muitas vezes na forma de calor (HENEINE, 1991). Como exemplo, temos o Sol, que é uma estrela com temperatura elevada, que fornece energia por meio de fusão nuclear, ou seja, 4 átomos de Hidrogênio se unem para formar Hélio mais pósitron e energia. Este processo pode ser observado na equação (2).
A Figura 05, ilustra o processo de fusão nuclear do átomo de Hidrogênio.
Aplicações e Implicações
A radiação é usada em Medicina, Engenharia Civil e em outros campos, com diferentes finalidades. Na Medicina, ela é usada em tratamentos radioterápicos, e na Engenharia Civil, é usada para o desenvolvimento de materiais que impeçam a passagem da radiação.
O curso de Física Médica estuda aplicações das radiações correlacionadas com a Medicina. Assista ao vídeo de divulgação sobre o curso de Física Médica da Unifra.
Podemos citar algumas implicações da ação das radiações, tais como danificação dos tecidos vivos; câncer; tumores; leucemia; queda de cabelo; indução a mutações genéticas; malformação fetal; lesões de pele, olhos, glândulas e órgãos do sistema reprodutivo.
Atividades
Em cada um dos botões abaixo, você vai encontrar uma história em quadrinhos sobre este conteúdo didático. Abaixo de cada história, você também encontra uma atividade para testar seus conhecimentos.
MAIS
- Site da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN)
- Site da usina nuclear Angra 1
- Site da usina nuclear Angra 2
- Site da usina nuclear Angra 3
Objetos de Aprendizagem
