Emissão beta

• Descoberta:

Conforme dito no texto “Emissão alfa (α)”, o químico neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento no qual colocou uma amostra de um material radioativo em um bloco de chumbo, com um furo para direcionar as emissões radioativas; e submeteu essas radiações a um campo eletromagnético.

Dentre os resultados obtidos, Rutherford percebeu que um feixe de radiações era atraído pela placa positiva, o que o levou a concluir que essas emissões eram de carga negativa. Essa radiação ficou sendo chamada de raios ou emissões beta (β).

Visto que os raios sofriam deflexão quando submetidos a um campo eletromagnético, isso o levou a concluir também que eles eram na verdade compostos por partículas que apresentam massa. A massa dessas partículas, porém, era menor que a das partículas que constituíam as emissões alfa, porque as partículas β sofriam maior desvio.

• Constituição:

Em 1900, o físico francês Antoine-Henri Bequerel (1852-1908) comparou esses desvios sofridos pelas partículas beta com os desvios que os elétrons realizavam, quando também eram submetidos a um campo eletromagnético. O resultado foi que eram iguais; com isso, viu-se que as partículas beta eram na realidade elétrons.

Em razão disso, a representação dessa partícula é dada por ⁰_-1β ou β^-. Veja que a emissão beta apresenta número de massa (A) igual a zero, pois os elétrons não fazem parte do núcleo do átomo.

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

A emissão de uma partícula beta (⁰_-1β) é resultado do rearranjo do núcleo instável do átomo radioativo de modo a adquirir estabilidade. Para tanto, ocorre um fenômeno no núcleo, no qual um nêutron se decompõe originando três novas partículas: um próton, um elétron (partícula β) e um neutrino. O antineutrino e o elétron são emitidos; o próton, no entanto, permanece no núcleo.

¹₀n    →¹₁p   + ⁰_-1e   + ⁰₀ν
nêutron  próton  elétron  neutrino

Dessa forma, quando um átomo emite uma partícula beta, ele se transforma em um novo elemento com o mesmo número de massa (porque o nêutron que havia antes foi “substituído” pelo próton), mas o seu número atômico (Z = prótons no núcleo) aumenta uma unidade.

Veja a seguir como isso ocorre de modo genérico:

Veja um exemplo de decaimento beta que ocorre com o isótopo 14 do elemento carbono:

A radiação beta é constituída de elétrons emitidos à grande velocidade pelos núcleos dos átomos radioativos, sendo que essa velocidade inicial é de 100 000 km/s até 290 000 km/s e chegam a atingir 95% da velocidade da luz.

A massa da radiação β é a mesma de um elétron, que é 1840 vezes menor que a de um próton ou de um nêutron. A radiação alfa (α) emite dois prótons e dois nêutrons, assim a massa das partículas α é 7360 vezes maior que a das partículas β. Isso explica o fato de as partículas α sofrerem um desvio menor que as partículas β, conforme Rutherford havia verificado em seu experimento.

• Poder de penetração:

Seu poder de penetração é médio, sendo de 50 a 100 vezes mais penetrante que as partículas alfa. Estas podem atravessar uma folha de papel, mas são detidas por uma chapa de chumbo de apenas 2 mm ou de alumínio de 2 cm. Quando incidem no corpo humano, podem penetrar até 2 cm.

• Danos causados ao ser humano:

Visto que seu poder de penetração sobre o corpo humano é de apenas 2 cm, as partículas β podem penetrar na pele, causando queimaduras, mas são barradas antes de atingir órgãos mais internos do corpo.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em QUímica

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

FOGAçA, Jennifer Rocha Vargas. "Emissão beta"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/emissao-beta.htm. Acesso em 29 de novembro de 2021.