Ernest Rutherford descobriu que as emissões radioativas contêm ao menos dois
componentes: partículas alfa, que só penetram alguns milésimos de centímetro no
alumínio, e partículas beta, que são quase 100 vezes mais penetrantes. Mais
tarde, concluiu-se que existia mais um componente, os raios gama, muito mais
penetrantes que as partículas beta.
As partículas alfa são íons de hélio com
carga dobrada. As beta são elétrons, enquanto que os raios gama são radiações
eletromagnéticas da mesma natureza que os raios X, mas com uma energia
consideravelmente maior. As partículas alfa e beta são unidades discretas de
matéria, razão pela qual, na radioatividade, os átomos se transformam (mediante
a emissão de uma dessas partículas) em novos elementos, com propriedades
químicas novas. Quando um núcleo perde uma partícula alfa, forma-se um novo
núcleo, mais leve que o original em quatro unidades de massa. A emissão beta se
produz por meio da transformação de um nêutron em um próton, o que acarreta um
aumento da carga nuclear (ou número atômico) em uma unidade. Os raios gama
costumam estar associados às emissões alfa e beta. Não têm carga, nem massa;
portanto, a emissão de raios gama por parte de um núcleo não causa mudanças na
estrutura do núcleo, mas simplesmente uma perda de determinada quantidade de
energia radiante.
Chama-se período de meia-vida o tempo que
demora um elemento radioativo para reduzir-se à metade. É uma característica de
cada elemento. Uma aplicação interessante do conhecimento desses períodos é a
determinação da idade da Terra.
O estudo das reações nucleares e a busca
de novos isótopos radiativos artificiais levou ao descobrimento da fissão
nuclear e ao posterior desenvolvimento da bomba atômica. Entre os isótopos
radioativos produzidos artificialmente, tem grande importância o carbono 14,
com uma meia-vida de 5.730 ± 40 anos. As medidas do conteúdo de carbono 14
permitem calcular a idade de objetos de interesse histórico ou arqueológico, como
ossos ou múmias. Outras aplicações dos isótopos radioativos estão na terapia
médica , na radiografia industrial e em certos dispositivos específicos, como
fontes de luz fosforescente, eliminadores de eletricidade estática, calibragens
de espessura e pilhas nucleares.
A Descoberta da Radioatividade
Henri Becquerel descobriu que o urânio e
seus compostos emitiam uma radiação penetrante, mas interpretou o fenômeno como
um tipo de fosforescência invisível. Assim como Charles Henry, Gaston
Niewenglowski e outros autores, Becquerel foi guiado pela sugestão de Poincaré
de que os materiais luminescentes talvez emitissem raios X. Assim como outros
pesquisadores da época, Becquerel descreveu fenômenos inexistentes, atribuindo
à radiação do urânio propriedades como reflexão regular, refração, polarização
e aumento de intensidade quando estimulado por luz. Apenas a partir de 1898 o
estudo da radioatividade começou realmente a se desenvolver, com a gradual
correção dos erros de Becquerel, a descoberta de outros elementos (além do
urânio) que emitiam radiações penetrantes, e a própria formulação do conceito
de "radioatividade" por Marie Curie. Somente em 1899 começou a ser
esclarecida a natureza das próprias radiações emitidas pelos corpos
radioativos, mostrando-se que não se tratava de raios X, e em 1902-03 foi
finalmente formulada a teoria da transformação radioativa, por Rutherford e
Soddy. Foi graças a esse trabalho coletivo, e não ao trabalho de Becquerel, que
a radioatividade foi descoberta e compreendida.
Fissão Nuclear
Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.
Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experiência, constataram a existência do bário entre os produtos obtidos.
Os
nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos,
liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:
Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores
nucleares e pela desintegração da bomba atômica.
Fusão Nuclear
Fusão
nuclear
é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior,
com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre
a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da
reação de fusão nuclear.
FONTE: EDMS – Trabalhos Escolares, Educação & Diversão (ANO 2000 - 2003)
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