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Por que alguns elementos são radioativos?

Por que alguns elementos são radioativos?
Você provavelmente já ouviu o termo “radioativo” um número de vezes em sua vida, especialmente ao interagir com os alunos, ou talvez um amigo que trabalha em  CERN (um cenário improvável), alguém que é um fã de Madame Curie, ou uma pessoa que frequentemente ouve a banda americana de rock  imagine Dragons

Seria justo dizer que a percepção geral da palavra “radioativo” é na maior parte desagradável, a menos que você for uma daquelas pessoas que acreditam totalmente nos benefícios ficionados de ser mordido por uma aranha radioativa, ou de ser exposto à radiação poderosa.

Super-heróis de rádio ativos
Alguns dos muitos super-heróis que devem seus poderes à radioatividade.
Apesar de ser consistentemente retratado na mídia e cultura popular, muitas pessoas realmente não sabem o que a radioatividade como um fenômeno é tudo. Neste artigo, vamos olhar para o básico e tentar entender o que é preciso para que algo seja radioativo!
Nota importante: Radioactividade como uma idéia é verdadeiramente imensa. É tão extenso e complexo que os estudiosos decidiram colocá-lo em um campo separado de Física completamente. Explicá-lo em sua totalidade em um único post é aproximadamente o mesmo que escalar Mt. Everest em uma hora, ou seja, impossível. Portanto, lembre-se de que o texto a seguir trata apenas de um segmento muito específico do gigantesco conceito de que a radioatividade realmente é.
Primeiras coisas primeiro…

O que é radioatividade?

O termo pode soar um pouco técnico e até mesmo invocar um sentimento negativo em alguns, mas é bastante simples de entender. É o processo através do qual o núcleo de um átomo instável se transforma em um estável, juntamente com a liberação de energia na forma de radiação. Alguns outros termos, tais como a degradação nuclear ou a decomposição radioactiva, também significam a mesma coisa e são assim utilizados indistintamente. Diz-se que um material é radioativo se emite espontaneamente esse tipo de radiação ionizante.
Símbolo de radioatividade
O símbolo universal para retratar a radioatividade. (Crédito da foto: Cary Bass / Wikimedia Commons)
Contrariamente à crença popular, a presença de materiais radioactivos não se limita apenas aos laboratórios químicos de alta tecnologia; Em vez disso, a radioatividade é uma parte da Terra e existe desde o seu nascimento. Os materiais radioativos são encontrados naturalmente na crosta terrestre, nas rochas, no solo, na água do oceano etc.
Não só isso, mas a radiação também está presente em nossos edifícios, paredes e pisos; Até mesmo nossos próprios corpos são hospedeiros de certos elementos radioativos naturais. Basta dizer que não se pode nunca estar em um “ambiente sem radioatividade”.

Um pouco sobre elementos, átomos e partículas subatômicas

Tudo ao seu redor, e tudo o que existe no universo, é composto de uma combinação de diferentes substâncias básicas que os cientistas gostam de chamar de “elementos químicos”. A partir de agora, existem 118 elementos conhecidos para os seres humanos; 94 ocorrem naturalmente na Terra e os 24 restantes são sintéticos, feitos por seres humanos em algum ponto da história recente.
Tabela periódica de 18 colunas, com Lu e Lr no grupo 3
A tabela periódica dos elementos (Crédito da foto: Sandbh / Wikipedia Commons)
Os elementos são feitos de partículas super pequena conhecida como átomos . Você pode ter lido sobre estas nas aulas de ciências do ensino médio. Os átomos são compostos de três partículas subatômicas principais – elétrons, prótons e nêutrons. Destes três, os dois últimos sentam-se dentro do núcleo do átomo.

O que torna algo radioativo?

Ácidos estáveis ​​versus instáveis

Se um átomo é radioativo ou não depende inteiramente de sua estabilidade. A estabilidade, no contexto dos núcleos atômicos, pertence ao equilíbrio das forças internas entre as partículas. Você vê, há um dado número de prótons e nêutrons em um núcleo que, em condições normais, coexistem sem perder nenhuma energia. Tal átomo é considerado estável. Em outras palavras, você pode dizer que um átomo “estável” é aquele que está feliz com sua energia interna atual.
No entanto, existem certos átomos que têm muitos ou muito poucos nêutrons ou prótons em seus núcleos. Isso resulta em um desequilíbrio entre as forças que os mantêm juntos, o que leva a um excesso de energia interna. Diz-se que tais átomos são instáveis ​​ou radioativos.
Por que alguns elementos são radioativos?
Em busca da estabilidade, esses átomos desprezam os prótons ou nêutrons para reduzir sua massa, que são convertidos em energia (acho a equivalência energia-massa de Einstein) e emitidos na forma de radiação ionizante (como a radiação alfa, beta e gama). A exposição prolongada a este tipo de radiação é prejudicial.

Decaimento radioativo

Uma vez que um núcleo radioativo se livrar do excesso de massa sob a forma de radiação ionizante, transforma-se em um nuclídeo diferente (uma versão estável do núcleo caracterizado por um número específico de prótons e nêutrons) e atinge a estabilidade. A emissão de radiação ionizante continua até que não haja mais um desequilíbrio entre as forças internas do núcleo. Este processo de decadência do núcleo para atingir a estabilidade é chamado de decaimento radioativo .
Por que alguns elementos são radioativos?
Uma representação simples de decaimento radioativo
A radiação ionizante, em essência, é apenas uma “parte” de um átomo que voa em altas velocidades. As maiores peças desses bits são partículas alfa, que são semelhantes a balas de canhão. Eles são grandes e pesados ​​(como “grande” como uma “parte” de um átomo pode ser) e fazer danos significativos a qualquer superfície que atingiu. Em seguida vêm partículas beta, que são semelhantes a balas. Eles são menores, mas mais rápidos do que as partículas alfa, e fazem menos danos. A terceira categoria é partículas de gama, que são como lasers. Eles não pesam nada e são os mais difíceis de parar. Você vai precisar de concreto, chumbo, ou outro blindagem pesada para impedi-los de penetrar uma superfície.
Por que alguns elementos são radioativos?
Como mencionado anteriormente, este post é apenas a ponta do iceberg que a radioatividade realmente é. Para obter informações mais detalhadas sobre decaimento radioativo, radiação e os perigos que ela representa, confira os links fornecidos na próxima seção.

Fontes:

  1. Tipos de decaimento radioativo do Decay – Wikipédia
  2. Física Hyper
  3. Radioactividade Os pais e filhas – Física CSU Stanislaus
  4. Radioatividade – Australian Radiation Protection e Agência de Segurança Nuclear (ARPANSA)
  5. CiteSeerX

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