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Emissão beta

Química

As emissões beta são formadas por elétrons emitidos com alta velocidade e, portanto, com alta energia, pelos núcleos.
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  • 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

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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:

Emissão de partícula beta

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

Radiação beta

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.

Poder de penetração das partículas beta

Por Jennifer Fogaça
Graduada em QUímica

 

A radiação beta é a emitida pelo núcleo atômico instável
A radiação beta é a emitida pelo núcleo atômico instável

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 23 de novembro de 2019.

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Lista de Exercícios
Questão 1

O elemento químico iodo (número atômico 53) apresenta um átomo isótopo, cujo número de massa é 131, que é comumente utilizado no diagnóstico de disfunções da tireoide, como também no tratamento de tumores dessa glândula. Uma de suas características é a de ser um emissor beta, fato que resulta sempre na formação de um novo elemento X. Qual, entre as opções abaixo, representa a notação (com número de massa e número atômico) do elemento X?

a) 52X130

b) 52X131

c) 53X130

d) 54X130

e) 54X131

Questão 2

Os elementos radiativos (que emitem radiações alfa, beta e gama) têm muitas aplicações em diversas áreas (médicas, industriais, agricultura, aviação, etc.), como podemos verificar nos exemplos a seguir:

I. Isótopo do iodo (iodo-130) é utilizado no diagnóstico de distúrbios da glândula tireoide:

53I13154Te131 + X

II. O isótopo do fósforo (fósforo-32) é utilizado na agricultura como elemento traçador para proporcionar a melhoria na produção do milho:

15P3216S32 + Z

III. O tecnécio é usado na obtenção de imagens do cérebro, fígado e rins, e pode ser representado pela reação:

43Tc9943Tc99 + Q

Analisando a equação de decaimento de cada um dos isótopos citados, podemos afirmar que é (são) emissor (es) beta (s):

a) apenas I.

b) apenas II

c) apenas III.

d) apenas II e III.

e) todos eles.

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