Radioatividade

O que é radioatividade?

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 devido à instabilidade da energia nuclear; isto é, núcleos atômicos.

O núcleo instável de um elemento radioativo experimenta desintegrações e a emissão da radioatividade até atingir sua estabilidade energética. As emissões radioativas são de alto teor de energia, o que confere um poder de alto ionização que afeta substâncias expostas a eles.

Radioatividade Geiger Contador

A radioatividade foi descoberta por Antoine Becquerel em 1896 enquanto experimentava a fluorescência de urânio. Posteriormente, Ernest Rutherford descobriu a existência de dois tipos de radiação nuclear, que ele chamou de α e β e β. Esta descoberta experimental foi publicada em 1899.

A radioatividade natural é o que é encontrado na natureza sem a intervenção do homem; Embora a radioatividade artificial seja a produzida pela intervenção humana. O primeiro é detectado nos radioisótopos naturais e o segundo em radioisótopos artificiais e nos elementos supermasivos.

Muitos radioisótopos são inofensivos e são usados ​​em medicina. Outros, como carbono-14 e potássio-40, são úteis para objetos de namoro e estratos de solo.

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

Radiação natural

Urânio altamente enriquecido

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

É representado por elementos radioativos do córtex da Terra, a atmosfera e a do espaço cósmico. Entre eles, podemos mencionar: o urânio-238, urânio-235, carbono-14, urânio-235 e radón-222.

Radiação artificial

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

Irene Joliet-Curie e Frederic Joliot, Nobel Awards (1934), foram os primeiros a criar um isótopo radioativo. Eles bombardearam Al ²⁷Para o₁₃ (alumínio) com radiação α, um átomo de hélio (⁴Ele₂) e gerou um átomo de fósforo radioativo (³⁰P_quinze).

Ele ³⁰P_quinze É um átomo radioativo que se desintegra espontaneamente com a emissão de uma radiação do tipo β, transformando -se em níquel (³⁰Nenhum₁₄). Cobalt-60, um isótopo radioativo usado no tratamento do câncer, é um elemento radioativo artificial.

Também é considerado como parte da radioatividade artificial para os elementos radioativos encontrados nas profundezas da crosta terrestre, e que foram levadas para a superfície da Terra pela extração de mineração e óleo.

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Da mesma forma, a radiação artificial se deve aos elementos supermassivos e sintéticos, cujos núcleos são imediatamente quebrados para originar outros elementos.

Tipos de radioatividade

Trevo radioativo, símbolo usado para representar a radioatividade

- Radiação do tipo Alfa (α)

É uma partícula emitida por um núcleo instável. É constituído por dois prótons e dois nêutrons e, portanto, considera -se que a radiação α é um átomo de hélio (⁴Ele₂) Nu, sem elétrons. Devido à presença de dois prótons, a partícula alfa é dotada de carga positiva.

A radiação α é pouca penetração e é interrompida por uma folha de papel, tendo pouco alcance no ar. Exemplos de emitentes de radiação α O urânio-238 e Radio-226.

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

²³⁸OU₉₂  →  ⁴Ele₂    +     ^{2. 3. 4}º₉₀

A radiação do tipo α, embora não atravesse a pele, quando ingerido é o tipo mais prejudicial de partícula radioativa, porque seu tamanho concede grande poder de ionização.

- Radiação do tipo beta (β)

A radiação do tipo β é uma radiação ionizante que possui um alcance de aproximadamente um metro no ar. Pode ser parado por uma folha de papel alumínio. Durante a fase de decaimento radioativa, ocorre a emissão de um elétron ou um pósitron, ambos de origem nuclear.

Portanto, existem dois tipos de emissões radioativas β: β^- e o β⁺.

Radiação β^-

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

N → p +e^-        +  Elétron antineutrino

Exemplo:   ³²P_quinze  →  ³²S₁₆     +      e^-       +  Elétron antineutrino

Radiação β⁺

Neste tipo de radiação, a emissão de uma origem nuclear com carga positiva (Positron) ocorre. O núcleo instável é estabilizado transformando um próton em um nêutron, de modo que o peso atômico não varia, mas o número atômico é reduzido em uma unidade.

P → n +e⁺      +   1 elétron de neutrino

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

- Radiação do tipo gama (γ)

Essa radiação é a natureza eletromagnética, ou seja, é uma onda de alta alcance e penetração, sendo presa por blocos de chumbo. Essa alta penetração de radiação permite seu uso na forma de cobalto-60 no tratamento do câncer em locais de corpo profundo.

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- Emissão de nêutrons

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

Atividade radioativa

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

No entanto, a unidade mais antiga e a que ainda está sendo usada hoje é o Curie, que é equivalente a 3,7 · 10¹⁰ Dps. Isto é, um curie é igual a 3,7 · 10¹⁰ Becquerel.

Elementos radioativos

Barils radioativos

Elementos radioativos são aqueles que têm núcleos instáveis ​​que atingem sua condição de estabilidade por emissão de energia na forma de radioatividade.

Vários elementos não radioativos têm 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 é composta pelo nome do elemento e seu isótopo radioativo mais estável.

-Tecnecio, TC-91

-Prometio, PM-145

-Polonio, PO-209

-Astato, AT-21

-Frania, FR-223

-Rádio, RA-226

-Actinio, AC-227

-Torio, TH-229

-Uranium, U-236

-Americio, Am-243

-Curio, CM-247

-Californio, CF-251

-NOBELEGRA, NO-259

-Dubnium, DB-268

-Roentgenio, RG-281

-Moscou, MO-288

Emissores de radiação gama

Alguns radioisótopos que emitem radiação gama são:

-Cobalto-60

-Bario-133

-ZINC-65

-Potássio-40

-Manganês-54

-CESIO-137

-Sódio-22

Emissores de radiação beta

-Strontium-90

-Enxofre-35

-Carbon-14

-Tritio (³H₁)

Emissores de radiação alfa

-Urânio-238

-Polônio-21

Aplicações de radioatividade

Reator nuclear esférico cercado por torres de resfriamento. Fonte: AVDA/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

Medicinal

Isótopos radioativos são usados ​​em medicina para fins de diagnóstico e terapêuticos. Alguns isótopos radioativos servem como traçadores para o diagnóstico de doenças, pois têm as mesmas características que os átomos de elementos não radioativos.

O Iodo-131 é usado em medicina para a determinação de gastos cardíacos e volume de plasma. Mas a aplicação mais importante do iodo-131 é medir a atividade da glândula tireóide, uma vez que os hormônios da tireóide transportam iodo iodo.

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

Cobalt-60 e Cesio-137 são emissores de radiação gama de grande penetração usados ​​para a destruição de células cancerígenas, com danos mínimos para células vizinhas.

Atividades científicas e acadêmicas

A radioatividade é usada para determinar os requisitos das plantas que devem ser fornecidas pelos solos. Os materiais radioativos também são usados ​​para determinar, através do uso de cromatografia gasosa, componentes de petróleo e fumaça.

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

A irradiação das 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 usado na esterilização dos alimentos e nos recipientes que os contêm.

Além disso, a radioatividade é usada no processamento de tecidos, antes de um tratamento que torna resistente a rugas.

Os utensílios de cozinha com propriedades antiatratórias são tratadas com radioatividade para impedir que os alimentos sigam a superfície metálica. Os traçadores radioativos são usados ​​para determinar a eficiência dos óleos motores em cilindros de carro.

A radioatividade é usada na eliminação de gases tóxicos, como dióxido de enxofre e óxidos ambientais de nitrogênio. O material radioativo é usado para medir a espessura das cascas de ovos e também para remover ovos frágeis antes de prosseguir para o recipiente.

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

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

Reatores nucleares

Eles são uma instalação capaz da produção de reações prolongadas da cadeia. Eles são usados ​​para: produção de calor usada na geração de eletricidade para os diferentes usos da população. Eles também servem para a fabricação de materiais para propulsão nuclear marítima, satélites artificiais e foguetes.

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

Referências

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