História da radioatividade

Introdução

Neste trabalho abordarei alguns fatos nos quais passam despercebidos sobre a Radioatividade, sua utilização, os físicos/químicos/cientistas que fizeram suas descobertas, de onde ela surgiu, qual suas utilidades, seus malefícios e alguns relatos sobre ela.

Desenvolvimento

Em 1896, o francês Henri Becquerel descobriu a radioatividade, ele estudava os efeitos da luz solar sobre determinados materiais fluorescentes, como o minério de urânio. À espera da melhora do tempo, que se apresentava nublado, guardou a amostra do minério numa gaveta. Ao retirá-la, alguns dias mais tarde, Becquerel observou que a pedra havia emitido radiações mesmo no escuro e obteve a primeira prova da existência da radioatividade natural.

Radioatividade é a propriedade que alguns tipos de átomos instáveis apresentam de emitir energia e partículas subatômicas, o que se convenciona chamar de decaimento radioativo ou desintegração nuclear. As teorias físicas modernas atribuem a origem da radioatividade a um grau de instabilidade interna do átomo (nuclídeo pai), que ao se converter em outro átomo (nuclídeo filho) alcança maior estabilidade.

História da radioatividade

Após a descoberta da radioatividade dos minérios de urânio por Becquerel, o casal Pierre e Marie Curie comprovou a existência de outras substâncias com atividade radioativa. Simultaneamente com o alemão Gerhard Carl Schmidt, o casal encontrou alto índice de radioatividade no tório. Mais tarde, ao analisar alguns minérios de urânio, em especial as pechblendas, Marie Curie detectou uma intensidade radioativa maior do que a observada no urânio e supôs que esses minerais continham algum elemento químico radioativo ainda não descoberto. Prosseguindo em suas experiências, os Curie separaram da pechblenda um elemento 400 vezes mais radioativo que o urânio, a que chamaram polônio, em homenagem à terra natal da cientista. Mais tarde, conseguiram isolar a partir da pechblenda outro elemento milhares de vezes mais ativo que o urânio, que denominaram rádio.

A pesquisa de novos materiais radioativos prosseguiu nas décadas seguintes e resultou na descoberta de elementos até então desconhecidos, como o actínio, isolado por André Louis Debierne, em 1899, e por Friedrich Otto Giesel, em 1902, além do mesotório e do radiotório, isótopos do rádio e do tório, respectivamente, descobertos por Otto Hahn.

Os estudos sobre o comportamento dessas substâncias, junto com os avanços da teoria atômica, resultaram, durante as primeiras décadas do século XX, numa nova concepção sobre a estrutura da matéria e derrubaram a idéia de indivisibilidade do átomo enunciada no início do século XIX. A hipótese estabelecida sobre a radioatividade, definida como a desintegração dos átomos, foi reforçada com a descoberta do nêutron por James Chadwick em 1932. Essa nova partícula, de carga elétrica neutra, complementou uma teoria da estrutura atômica que compreende o átomo como uma conjunção equilibrada de dois componentes: o núcleo, composto de nêutrons e prótons, partículas elementares de carga positiva, e os elétrons, partículas fundamentais de carga negativa, distribuídas na região extranuclear e responsáveis pelas propriedades químicas dos elementos. Assim, a radioatividade não é senão a conseqüência de uma perda, por parte do átomo, de alguns de seus componentes, ou a emissão de subpartículas por desequilíbrio dos campos de energia internos.

Em 1934, o casal Frédéric Joliot e Irène Curie (filha de Pierre e Marie Curie) anunciou a descoberta da radioatividade artificial. Eles constataram que alguns núcleos atômicos, bombardeados com determinados tipos de radiações de partículas, tinham sua estrutura interna alterada e passavam a apresentar propriedades radioativas. Os procedimentos de transmutação artificial dos elementos químicos resultaram na obtenção de isótopos artificiais e radioativos da maioria dos átomos conhecidos e na descoberta de numerosos átomos novos, como os transurânicos (netúnio, plutônio, amerício etc).

O emprego de técnicas de transmutação radioativa permite obter elementos químicos artificiais desconhecidos na natureza. De vida extremamente curta, devido a seu caráter fortemente radioativo, esses elementos sofrem imediatas transformações, que os convertem em elementos naturais.

Tipos de radioatividade

Os estudos realizados sobre o fenômeno da radioatividade, a partir do final do século XIX, comprovaram a existência de três tipos de radiações emergentes do interior dos átomos: os raios alfa, os raios beta e os raios gama.

Raios alfa (a). De natureza eletropositiva e identificados como feixes de núcleos de hélio, os raios alfa são altamente energéticos e emitidos pelos elementos radioativos a milhares de quilômetros por segundo. São também chamados partículas alfa. Apesar de seu elevado conteúdo energético, possuem baixa penetrabilidade e são facilmente detidos por folhas de papel, de alumínio e de outros metais.

Raios beta (b). Também chamados de partículas beta, de carga negativa (b+, elétrons) ou positiva (b- , pósitrons), os raios beta são identificados como partículas de alta energia expelidas pelos núcleos de átomos radioativos. Essas partículas não são constituintes do núcleo, mas surgem durante o decaimento beta, quando o núcleo emite elétrons (ou pósitrons) ou captura um elétron orbital para adquirir estabilidade. As partículas beta possuem menor energia que as alfa, mas apresentam maior poder de penetração, razão pela qual ultrapassam a barreira das lâminas metálicas finas usadas para deter as partículas alfa. Para isolar a radiação beta, é necessário usar lâminas muito mais espessas.

Raios gama (g). Eletricamente neutros e constituídos de radiação eletromagnética (fótons) de freqüência superior ao do espectro da luz visível e a dos raios X, os raios gama são emitidos quando os núcleos efetuam transições, por decaimento alfa, de estados excitados para os de energia mais baixa. Sua energia e capacidade de penetração dificultam a manipulação. A excessiva exposição dos tecidos vivos a esses raios ocasiona malformações nas células, que podem provocar efeitos irreversíveis.

Atualmente sabe-se que existem também radiações devidas a fissão espontânea do núcleo, que são observadas em núcleos pesados como os de urânio, plutônio e netúnio. Essa radiação ocorre devido à quebra espontânea do núcleo em dois núcleos mais leves, com liberação de nêutrons.

Os principais métodos de detecção dessas radiações são a câmara de Wilson, que permite efetuar um traçado da