Emissão alfa (α)

As principais emissões radioativas são a alfa (α), a beta (β) e a gama (γ). Nesse artigo, falaremos sobre a primeira dessas três radiações, como se deu sua descoberta, do que ela é constituída, como a sua radiação afeta a estrutura da matéria, qual o seu poder de penetração e quais são os danos que causa ao ser humano.

• Descoberta:

Em 1900, independentemente e quase ao mesmo tempo, o físico neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) e o químico francês Pierre Curie (1859-1906) conseguiram identificar experimentalmente as partículas alfa e beta.

Rutherford realizou um experimento que ficou famoso, no qual ele montou uma aparelhagem semelhante à mostrada na ilustração abaixo:

Ele colocou uma amostra de um elemento radioativo em um bloco de chumbo com um orifício. Visto que o chumbo bloqueia as emissões radioativas, elas não se espalhariam pelo ambiente, mas seriam orientadas a sair na direção da única abertura no chumbo. Esse aparelho foi colocado dentro de um recipiente submetido ao vácuo. A esse aparelho foram adaptadas duas placas eletrizadas com cargas opostas – isto é, aplicou-se um potencial elétrico. Na parede oposta ao bloco de chumbo foi colocada uma chapa fotográfica ou uma tela com sulfeto de zinco, material fluorescente, que registraria as emissões radioativas.

Um dos fatores observados com esse experimento foi que o percurso da radiação alfa foi desviado para o polo negativo da placa. Conforme é de conhecimento geral, cargas opostas se atraem, consequentemente, concluiu-se que as radiações alfa são, na realidade, partículas positivas.

• Constituição:

Com o tempo, descobriu-se que essas partículas positivas são, na verdade, formadas por dois prótons e dois nêutrons (⁴₂α²⁺), isto é, iguais a um núcleo de hélio (⁴₂He). Além disso, são partículas pesadas, de massa elevada, pois sofreram desvio pelo campo eletromagnético.

• Consequências da emissão de partículas alfa para a estrutura do átomo:

Conforme sabemos, a emissão de radiação é um processo que acontece a partir do núcleo – daí o termo reações nucleares. Portanto, envolve uma variação da carga nuclear (positiva), causando alterações na substância.

No caso da emissão de uma partícula alfa (⁴₂α²⁺), o número atômico (quantidade de prótons) do átomo diminui duas unidades (porque perdeu dois prótons) e seu número de massa (quantidade de prótons e nêutrons no núcleo) diminui quatro unidades.

Veja como isso ocorre na emissão de uma partícula alfa de um átomo de um elemento genérico (_Z^AX):

_Z^AX → ⁴₂α²⁺ + _Z-2^A-4X

Exemplo:

₉₂²³⁸U → ⁴₂α²⁺ + ₉₀²³⁴Th

A radiação alfa também tem um poder de ionização alto, podendo capturar dois elétrons e se tornar um átomo de hélio:

⁴₂α²⁺ + 2 e^- → ⁴₂He

• Poder de penetração:

A velocidade das partículas alfa é baixa, sendo inicialmente de 3 000 km/s até 30 000 km/s. A sua velocidade média é de aproximadamente 20 000 km/s, que é 5% da velocidade da luz. Por ser lenta, a radiação alfa tem um poder de penetração muito baixo, não atravessando nem mesmo uma folha de papel, roupas ou pele. 

Veja na figura abaixo a comparação do seu poder de penetração com as outras emissões beta e gama:

• Danos causados ao ser humano:

Em razão do seu baixo poder de penetração, os danos que as partículas alfa causam ao ser humano são pequenos. Quando incidem sobre o nosso corpo, elas são detidas pela camada de células mortas da pele, podendo, no máximo, causar queimaduras.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química