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
Radiação composta por dois prótons e dois nêutrons. Apresenta as seguintes características:
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Representada pelo símbolo α;
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Apresenta número de massa igual a 4;
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Apresenta número atômico igual a 2;
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Desloca-se pelo ar com cerca de 10% da velocidade da luz;
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Apresenta um baixo poder de penetração na matéria.
Radiação composta por um elétron formado a partir da conversão de um nêutron em próton, neutrino e beta. Apresenta as seguintes características:
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Não apresenta número de massa;
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Possui número atômico igual a -1;
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Representada pelo símbolo β;
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Desloca-se pelo ar com cerca de 90% da velocidade da luz;
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Apresenta um poder de penetração na matéria intermediário.
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:
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Não apresenta massa nem número atômico;
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Representada pelo símbolo γ;
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Desloca-se pelo ar com cerca de 100% da velocidade da luz;
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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