Desintegração radioativa

Desintegração radioativa, ou decaimento radioativo, é o nome dado ao fenômeno da transformação de um átomo em outro por meio da emissão de radiação a partir de seu núcleo instável.

O núcleo de um átomo é instável quando a combinação do número de prótons e do número de nêutrons em seu interior não confere estabilidade. De uma forma geral, o núcleo é instável se seu número de prótons é igual ou superior a 84.

Veja os tipos de radiação que participam de uma desintegração radioativa, bem como os resultados desse fenômeno natural.

Tipos de radiações envolvidas na desintegração radioativa

a) Radiação alfa

Radiação composta por dois prótons e dois nêutrons. Apresenta as seguintes características:

• Representada pelo símbolo α;

• Apresenta número de massa igual a 4;

• Apresenta número atômico igual a 2;

• Desloca-se pelo ar com cerca de 10% da velocidade da luz;

• Apresenta um baixo poder de penetração na matéria.

b) Radiação beta

Radiação composta por um elétron formado a partir da conversão de um nêutron em próton, neutrino e beta. Apresenta as seguintes características:

• Não apresenta número de massa;

• Possui número atômico igual a -1;

• Representada pelo símbolo β;

• Desloca-se pelo ar com cerca de 90% da velocidade da luz;

• Apresenta um poder de penetração na matéria intermediário.

c) Radiação gama

É uma onda eletromagnética originada a partir das emissões alfa e beta do núcleo de um átomo, sendo, por isso, uma radiação não formada por partículas. Apresenta as seguintes características:

• Não apresenta massa nem número atômico;

• Representada pelo símbolo γ;

• Desloca-se pelo ar com cerca de 100% da velocidade da luz;

• Apresenta o maior poder de penetração na matéria.

Tipos de desintegração radioativa

a) Decaimento alfa (Primeira lei de Soddy)

Quando o núcleo de um átomo instável elimina uma radiação alfa, forma-se um novo núcleo (um novo átomo) cujo número atômico é duas unidades menor que o átomo de origem e o número de massa é quatro unidades menor que o átomo de origem, como podemos observar no exemplo abaixo:

₉₂U²³⁸ → ₂α⁴ + ₈₈Ra²³⁴

O núcleo do Urânio (cujo número atômico é 92 e o número de massa é 238), ao eliminar uma radiação alfa, forma o átomo de rádio (cujo número atômico é 88 e o número de massa é 234).

b) Decaimento beta (Segunda lei de Soddy)

Quando o núcleo de um átomo instável elimina uma radiação beta, forma-se um novo núcleo (um novo átomo) cujo número atômico é uma unidade maior que o átomo de origem e o número de massa é o mesmo que o do átomo de origem, como podemos observar no exemplo abaixo:

₉₂U²³⁸ → _-1β⁰ + ₉₃Np²³⁸

O núcleo do Urânio (cujo número atômico é 92 e o número de massa é 238), ao eliminar uma radiação beta, forma o átomo de neptúnio (cujo número atômico é 93 e o número de massa é 238).

c) Decaimento gama

Como a radiação gama não apresenta massa e número atômico, quando um átomo a elimina de seu núcleo, permanece da mesma forma, ou seja, com o mesmo número de prótons e nêutrons em seu interior.

₉₂U²³⁸ → ₀γ⁰ + ₉₂U²³⁸

Logo, a emissão de radiação gama não promove a transformação de um átomo em outro.

Relação entre meia-vida e desintegração radioativa

Denomina-se de meia-vida o tempo que um determinado material radioativo leva para perder metade do seu poder radioativo, o que ocorre por meio de sucessivas desintegrações. O radioisótopo césio-137, por exemplo, apresenta uma meia-vida de 30 anos, ou seja, após 30 anos (seta azul), ele terá metade da sua capacidade radioativa.

100% de radiação → 50% de radiação → 25% de radiação → ...

Como a radiação alfa é composta por uma massa igual a 4, quando um material decai, eliminando alfa, sua massa diminui quatro unidades. Durante a meia-vida de um radioisótopo, sua massa diminui constantemente. Assim, durante a meia-vida do césio, por exemplo, além da radiação, a massa também é reduzida pela metade.

80 gramas → 40 gramas → 20 gramas → ...

Por Me. Diogo Lopes Dias