O que significa radiação nuclear

Autor: 
Marshall Brain

Vamos partir do princípio e entender de onde vem a palavra "nuclear" em "radiação nuclear". Isso é algo que você já deve saber: todas as coisas são feitas de átomos. Os átomos se unem para formar as moléculas. Assim, uma molécula de água é feita de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, ligados em uma unidade. Por termos aprendido sobre átomos e moléculas no ensino fundamental, nos sentimos proficientes para falar deles. Na natureza, qualquer átomo encontrado será um dos 92 tipos existentes, também conhecidos como elementos. Cada substância na Terra (metal, plásticos, cabelo, roupas, folhas, vidro) é feita de combinações dos 92 átomos encontrados na natureza. A tabela periódica dos elementos ( em inglês) que vemos nas aulas de Química é uma lista dos elementos encontrados na natureza, mais uma quantidade de elementos que podem ser produzidos pelo homem.

Dentro de cada átomo estão três partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons. Prótons e nêutrons unem-se para formar o núcleo do átomo, ao passo que os elétrons orbitam o núcleo. Elétrons são negativos e prótons são positivos e cargas opostas se atraem. Na maioria dos casos, o número de elétrons e prótons em um átomo é o mesmo, tornando o átomo de carga neutra. Os nêutrons são neutros. Seu propósito no núcleo é manter os prótons unidos. Em função de todos os prótons terem a mesma carga e naturalmente repelirem um ao outro, os nêutrons servem de "cola" para manter os prótons firmemente ligados ao núcleo.

O número de prótons no núcleo determina o comportamento de um átomo. Por exemplo, se você combinar 13 prótons com 14 nêutrons para criar um núcleo e, então, fizer girar 13 elétrons em torno do núcleo, você obtém um átomo de alumínio. Se você agrupar milhões de átomos dessa maneira, obterá a substância chamada alumínio; com ela você pode criar latas, filmes e revestimentos. Todo o alumínio que você encontra na natureza é chamado alumínio-27. "27" é o número de massa atômica (a soma do número de nêutrons e prótons no núcleo). Se você pudesse separar um átomo de alumínio, colocá-lo em uma garrafa e fazê-lo voltar vários milhões de anos, ele ainda seria um átomo de alumínio. O alumínio-27 é chamado de átomo estável. Até cerca de 100 anos, pensava-se que todos os átomos eram estáveis como ele.

Muitos átomos são encontrados em diferentes formas. Por exemplo, o cobre tem duas formas estáveis, o cobre-63, que compõe mais ou menos 70% de todo o cobre natural e cobre-65, perfazendo em torno de 30%. Os dois são chamados isótopos. Os átomos de ambos os isótopos de cobre têm 29 prótons, mas o átomo de cobre-63 tem 34 nêutrons, enquanto o átomo de cobre-65 tem 36 nêutrons. Os dois isótopos agem e parecem iguais e ambos são estáveis.


Nesta figura, as partículas amarelas são os elétrons que giram em torno do núcleo, as partículas azuis são nêutrons e as partículas vermelhas são prótons

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O que não sabíamos, até aproximadamente 100 anos atrás, é que certos elementos têm isótopos radioativos. Em alguns elementos, todos os isótopos são radioativos. O hidrogênio é um bom exemplo de um elemento com múltiplos isótopos, um dos quais é radioativo. O hidrogênio normal ou hidrogênio-1, tem um próton e nenhum nêutron; há apenas um próton no núcleo, assim não há necessidade de efeitos de ligação dos nêutrons. Existe um outro isótopo, hidrogênio-2, também conhecido como deutério, que tem um próton e um nêutron. O deutério é muito raro na natureza (compondo aproximadamente 0,015% de todo hidrogênio) e embora ele aja como o hidrogênio-1 (por exemplo, pode-se fazer água a partir do deutério) é bastante diferente pelo fato de ser tóxico em concentrações altas. O isótopo deutério de hidrogênio é estável. Um terceiro isótopo, o hidrogênio-3 (conhecido como trítio), possui 1 próton e 2 nêutrons. Esse isótopo é instável, isto é, se você tivesse um container cheio de trítio e voltasse em um milhão de anos, descobriria que tudo se transformou em hélio-3 (2 prótons, 1 nêutron), que é estável. O processo pelo qual ele se transforma em hélio é chamado decaimento radioativo.

Certos elementos são naturalmente radioativos em todos os seus isótopos. O urânio é o melhor desses exemplos e é o elemento radioativo mais pesado que existe na natureza. Existem outros 8 elementos naturalmente radioativos: polônio, astato, radônio, frâncio, rádio, actínio, tório e protactínio. Todos os outros elementos feitos pelo homem mais pesados que o urânio são também radioativos.