Radioatividade é a desintegração espontânea de núcleos atômicos mediante a emissão de partículas subatômicas chamadas partículas alfa e partículas beta e de radiações eletromagnéticas denominadas raios X e raios gama. O fenômeno foi descoberto em 1896 por Antoine Henri Becquerel. Logo reconheceu-se que a radioatividade era uma fonte de energia mais potente que nenhuma outra até então usada. Os Curie mediram o calor associado à desintegração do rádio e estabeleceram que 1 grama de rádio desprende aproximadamente 420 joules (100 calorias) a cada hora.
Ernest Rutherford descobriu que as emissões radioativas contêm ao menos dois componentes: partículas alfa, que só penetram alguns milésimos de centímetro no alumínio, e partículas beta, que são quase 100 vezes mais penetrantes. Mais tarde, concluiu-se que existia mais um componente, os raios gama, muito mais penetrantes que as partículas beta.
As partículas alfa são íons de hélio com carga dobrada. As beta são elétrons, enquanto que os raios gama são radiações eletromagnéticas da mesma natureza que os raios X, mas com uma energia consideravelmente maior. As partículas alfa e beta são unidades discretas de matéria, razão pela qual, na radioatividade, os átomos se transformam (mediante a emissão de uma dessas partículas) em novos elementos, com propriedades químicas novas. Quando um núcleo perde uma partícula alfa, forma-se um novo núcleo, mais leve que o original em quatro unidades de massa. A emissão beta se produz por meio da transformação de um nêutron em um próton, o que acarreta um aumento da carga nuclear (ou número atômico) em uma unidade. Os raios gama costumam estar associados às emissões alfa e beta. Não têm carga, nem massa; portanto, a emissão de raios gama por parte de um núcleo não causa mudanças na estrutura do núcleo, mas simplesmente uma perda de determinada quantidade de energia radiante.
Chama-se período de meia-vida o tempo que demora um elemento radioativo para reduzir-se à metade. É uma característica de cada elemento. Uma aplicação interessante do conhecimento desses períodos é a determinação da idade da Terra.
O estudo das reações nucleares e a busca de novos isótopos radiativos artificiais levou ao descobrimento da fissão nuclear e ao posterior desenvolvimento da bomba atômica. Entre os isótopos radioativos produzidos artificialmente, tem grande importância o carbono 14, com uma meia-vida de 5.730 ± 40 anos. As medidas do conteúdo de carbono 14 permitem calcular a idade de objetos de interesse histórico ou arqueológico, como ossos ou múmias. Outras aplicações dos isótopos radioativos estão na terapia médica , na radiografia industrial e em certos dispositivos específicos, como fontes de luz fosforescente, eliminadores de eletricidade estática, calibragens de espessura e pilhas nucleares.
Henri Becquerel descobriu que o urânio e seus compostos emitiam uma radiação penetrante, mas interpretou o fenômeno como um tipo de fosforescência invisível. Assim como Charles Henry, Gaston Niewenglowski e outros autores, Becquerel foi guiado pela sugestão de Poincaré de que os materiais luminescentes talvez emitissem raios X. Assim como outros pesquisadores da época, Becquerel descreveu fenômenos inexistentes, atribuindo à radiação do urânio propriedades como reflexão regular, refração, polarização e aumento de intensidade quando estimulado por luz.
Apenas a partir de 1898 o estudo da radioatividade começou realmente a se desenvolver, com a gradual correção dos erros de Becquerel, a descoberta de outros elementos (além do urânio) que emitiam radiações penetrantes, e a própria formulação do conceito de "radioatividade" por Marie Curie. Somente em 1899 começou a ser esclarecida a natureza das próprias radiações emitidas pelos corpos radioativos, mostrando-se que não se tratava de raios X, e em 1902-03 foi finalmente formulada a teoria da transformação radioativa, por Rutherford e Soddy. Foi graças a esse trabalho coletivo, e não ao trabalho de Becquerel, que a radioatividade foi descoberta e compreendida.
Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.
Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experiência, constataram a existência do bário entre os produtos obtidos.
Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:
Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e pela desintegração da bomba atômica.
Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear.
Fonte: www.clubeacademico.com.br
De que são feitas as coisas, a terra, as plantas, a gente?
A pergunta é a mesma desde há muito tempo! A resposta é que vem mudando à medida que mais conhecimento se acumula sobre o assunto permitindo novas interpretações de fenômenos que eram supostamente conhecidos.
No tempo de Aristóteles dizia-se que eram quatro os elementos que compunham todo o tipo de matéria: terra, ar, fogo e água. Mas mesmo neste tempo já se sabia da existência de outras substâncias como cobre, prata, ouro e enxofre, que não podiam ser decompostas em nenhum dos quatro elementos propostos como fundamentais. Estas substâncias, cobre, ouro, prata, ferro, chumbo e mercúrio, conhecidas desde há muitos milhares de anos, são hoje reconhecidas como sendo elementos. Embora o número de elementos seja relativamente pequeno, o número de combinações que se pode fazer com eles é muito grande e é isto que origina o número tão grande de substâncias diferentes.
Mas se um elemento não pode ser separado em constituintes mais simples, o que ocorre se dividirmos um pedaço de um dado elemento, ouro por exemplo, em pedaços cada vez menores? O último pedacinho que ainda é ouro é chamado de um átomo de ouro e, portanto, átomo é o menor pedaço que ainda guarda as propriedades do elemento.
Mas de que são constituídos os átomos?
A resposta mais atual e acessível diz que um átomo é constituído por um núcleo cercado por um envoltório de elétrons. E este núcleo é composto por prótons e neutrons. Estes constituintes dos átomos são chamados por nomes diferentes porque possuem propriedades diferentes.
A pergunta pode continuar, mas muitas respostas ainda não foram encontradas. Existe um ramo da física chamado de Física de Partículas, que é especializado neste tipo de perguntas e trabalha febrilmente na obtenção das respostas.
Resumindo: de acordo com as teorias modernas dizemos que a matéria é formada por elétrons, prótons e neutrons. A diferença entre um elemento químico e outro é determinada pelo número de prótons que seu núcleo possue. Se dois átomos tiverem mesmo número de prótons mas diferente número de neutrons, eles são do mesmo elemento, mas não são a mesma coisa. Quando isto ocorre dizemos que são isótopos. As vezes é interessante se referir aos diferentes tipos de núcleos chamando-os de nuclídeos.
Vamos agora, finalmente, falar sobre radioatividade e veremos que com ela iremos responder também à pergunta: de que são feitos os neutrons?
RADIOATIVIDADE é um processo no qual um núcleo com Z prótons e N neutrons pode se transformar em outro núcleo com Z e N diferentes. Esta transformação é chamada desintegração nuclear, sendo acompanhada por emissão de radiação. Por este motivo, estes núcleos instáveis são chamados radioativos.
As duas principais maneiras de um núcleo se desintegrar são através da emissão
de uma partícula alfa 
ou de uma partícula (ß). Esta última
é um elétron que sai do núcleo com uma grande velocidade. Este elétron origina-se
no núcleo quando um neutron (carga 0) se desintegra transformando-se em um
próton (carga +), em um elétron (carga -) e num neutrino (que é uma partícula
sem massa e sem carga muito difícil de ser detectada), (eis a resposta para
a pergunta: De que são feitos os neutrons?). O próton permanece no núcleo
e o elétron é ejetado.
O número de massa A é definido coo a soma do número de prótons e neutrons; portanto a emissão de uma partícula beta não muda o número de massa do nuclídeo que desintegrou.
No entanto o número de prótons do núcleo (número atômico Z) aumentou e como é o número de prótons que caracteriza um dado elemento, quando um nuclídeo emite um beta ele se transforma em um nuclídeo de outro elemento.
Exemplificando: o Cs-137 tem A = Z + N = 137, isto é, tem 55 prótons e 82 neutrons. Quando ele emite um elétron (partícula beta) passa a ter Z = 56 e N = 81 continuando com o mesmo número de massa. Quem tem Z = 56 é o elemento Ba-137. Diz-se então que o Cs-137 ao emitir uma partícula beta decai para Ba-137.
Vejamos agora a partícula alfa: ela é composta por 2 prótons e 2 neutrons tendo, portanto, a mesma constituição do "núcleo de hélio". Quando um elemento emite uma partícula alfa, tanto o número de massa quanto o número atômico diminuirão (o primeiro de 4 unidades e o segundo de 2 unidades).
Exemplificando: o U-238 92 prótons e 146 neutrons, isto é, tem Z = 92 e A = 238. Quando emitir uma partícula alfa passará a Ter Z = 90 (pois perdeu dois prótons) e A = 234 (pois perdeu dois prótons e dois neutrons). O elemento que possui Z = 90 é o Th-234. Diz-se então que o U-238 ao emitir uma partícula alfa decai para Th-234.
Em muitos núcleos o decaimento através de partículas alfa e beta é seguido
da emissão de energia em forma de uma onda eletromagnética. Esta onda é chamada
radiação gama (
).
Quanto à natureza esta radiação é do mesmo tipo da radiação X (raios X) ou da radiação luminosa, por exemplo. Comparando sua energia, no entanto, verifica-se que é muito maior do que a luz visível e em muitos casos maior do que a dos raios X. Não é, no entanto, sua energia que a caracteriza e sim sua origem. Isto significa que se observarmos uma radiação X e uma radiação gama de mesma energia não a diferenciaremos fisicamente; sua caracterização é feita somente se soubermos se ela se originou no núcleo ou no envoltório eletrônico. A figura 1 mostra os três tipos de radiação acima descritos.
Figura 1: TIPOS DE RADIAÇÕES [Hey & Walters - 87]
No interior do núcleo, os prótons e os neutrons interagem muito intensamente, disso resultando uma força chamada nuclear. Para esta interação não existe diferença entre prótons e neutrons, estas partículas interagem de maneira indistinta e as vezes as chamamos simplesmente de núcleons. Devido ao curto alcance destas forças somente núcleons muito próximos interagem entre si.
Existe, também no núcleo, uma interação entre partículas com carga (prótons) dando origem às forças elétricas que são muito fracas se comparadas às forças nucleares; no entanto, sua atuação é de um alcance muito maior.
Quando prótons e neutrons estão no núcleo existe uma competição entre estas forças: as forças nucleares de curto alcance querem manter os núcleons juntos e a força elétrica quer separar os prótons (partículas com carga) e portanto tenta desmanchar o núcleo. Para muitos núcleos a força nuclear sai vencedora, mas para núcleos pesados há um delicado balanço entre as duas forças opostas. Para núcleos com muitos prótons e muitos neutrons, a força elétrica continua atuando sobre os prótons mas a força nuclear, por ser de curto alcance, não atinge todos os núcleons atuando apenas sobre alguns núcleons muito próximos. Estes núcleos com A grande e instáveis podem se transformar em núcleos com núcleons mais fortemente ligados através de um decaimento alfa ou beta.
Fonte: www.if.ufrgs.br
