Elementos radioativos são elementos químicos que possuem isótopos instáveis, ou seja, variantes do átomo com um número diferente de nêutrons em seu núcleo. Esses isótopos instáveis passam por um processo de decaimento radioativo, no qual emitem partículas e/ou radiação em busca de uma configuração mais estável.

A radioatividade é uma propriedade natural dos elementos radioativos devido à sua composição nuclear instável. Durante o processo de decaimento radioativo, os isótopos instáveis se transformam em isótopos mais estáveis, liberando energia na forma de partículas (como partículas alfa e beta) ou radiação eletromagnética (como radiação gama). Esse processo ocorre até que o núcleo atinja uma configuração mais estável, geralmente em forma de um isótopo estável de outro elemento.

Existem muitos elementos químicos que possuem isótopos radioativos, incluindo urânio, césio, cobalto, iodo, plutônio, rádio, entre outros. Alguns desses elementos radioativos ocorrem naturalmente na Terra, enquanto outros são criados artificialmente em laboratórios ou em reações nucleares.

A radioatividade dos elementos radioativos tem várias aplicações em diferentes áreas, como na medicina (diagnóstico e terapia), na geração de energia em reatores nucleares, na datação de materiais arqueológicos e geológicos, na indústria, na pesquisa científica e muito mais. É importante observar que o uso e manuseio de elementos radioativos exigem precauções e medidas de segurança adequadas devido aos riscos associados à exposição à radiação.

As partículas alfa, beta e gama são os três principais tipos de radiação ionizante emitidos durante alguns processos nucleares. Essas radiações têm propriedades diferentes em termos de carga elétrica, massa e capacidade de penetração em materiais. Vamos entender cada uma delas:

Partículas Alfa (α):

Carga elétrica: Positiva
Massa: São compostas por dois prótons e dois nêutrons, sendo idênticas a um núcleo de hélio (4 unidades de massa atômica).
Capacidade de penetração: As partículas alfa têm uma massa relativamente grande e são carregadas positivamente, o que as torna menos penetrantes. Elas podem ser facilmente absorvidas por objetos leves, como uma folha de papel ou a camada externa da pele humana. Sua capacidade de penetração é baixa e não são capazes de atravessar a pele, mas podem ser perigosas se inaladas ou ingeridas, pois podem causar danos nas células internas do corpo.

Partículas Beta (β):

Carga elétrica: Negativa (partículas beta negativas) ou positiva (partículas beta positivas).
Massa: As partículas beta negativas são elétrons, com massa quase negligenciável. As partículas beta positivas são chamadas de pósitrons, com a mesma massa que os elétrons, mas com carga oposta.
Capacidade de penetração: As partículas beta têm massa e energia intermediárias. As partículas beta negativas têm maior capacidade de penetração do que as partículas alfa, mas ainda podem ser bloqueadas por materiais como papel, madeira ou plástico. Já as partículas beta positivas são menos comuns e têm maior capacidade de penetração do que as partículas beta negativas.

Radiação Gama (γ):

Carga elétrica: Neutra (não possui carga elétrica).
Massa: São fótons de alta energia, que são partículas eletromagnéticas sem massa.
Capacidade de penetração: A radiação gama é altamente penetrante e pode atravessar materiais mais densos, como metais, concreto e tecidos humanos. Ela requer barreiras mais espessas, como placas de chumbo ou concreto, para ser absorvida ou bloqueada.
Essas radiações são produzidas em várias situações, como em reações nucleares em usinas nucleares, em processos de decaimento radioativo e em fontes naturais de radioatividade. A proteção contra exposição à radiação envolve o uso de medidas de segurança adequadas, como barreiras de proteção, uso de equipamentos de proteção individual e respeito aos limites de dose estabelecidos pelas normas de segurança radiológica.

Átomos instáveis são átomos que possuem um núcleo nuclear instável, o que significa que eles têm uma tendência natural de se transformarem em uma configuração mais estável. Essa instabilidade é causada por um desequilíbrio entre as forças nucleares que mantêm o núcleo coeso.

O núcleo de um átomo é composto por prótons, que possuem carga elétrica positiva, e nêutrons, que não possuem carga elétrica. A interação entre prótons e nêutrons no núcleo é governada pelas forças nucleares fortes, que são responsáveis por manter as partículas nucleares unidas apesar da repulsão elétrica mútua entre os prótons.

No entanto, em alguns átomos, a força de repulsão entre os prótons é maior do que a força de atração das forças nucleares fortes, o que resulta em um desequilíbrio. Isso pode ocorrer quando um átomo possui um número excessivo de prótons em relação ao número de nêutrons, ou quando o núcleo é muito grande e as forças nucleares não são suficientes para manter a coesão.

Devido a esse desequilíbrio, os átomos instáveis passam por um processo de decaimento radioativo, no qual o núcleo instável se transforma em um núcleo mais estável. Durante esse processo, são emitidas partículas e/ou radiação, como radiação alfa, beta ou gama, mencionadas anteriormente. Essas emissões ajudam a estabilizar o núcleo, reduzindo o desequilíbrio entre as forças nucleares.

Os átomos instáveis são comumente encontrados em isótopos radioativos, que são variantes de um elemento químico com um número diferente de nêutrons em seus núcleos. Esses isótopos podem ocorrer naturalmente ou serem criados em laboratório. A desintegração radioativa dos átomos instáveis tem várias aplicações, como na medicina (diagnóstico e terapia) e na geração de energia em reatores nucleares.

Existem muitos exemplos de átomos instáveis, que são conhecidos como isótopos radioativos. Aqui estão alguns exemplos de isótopos instáveis:

Urânio-235 (U-235): É um isótopo do urânio que é usado como combustível em reatores nucleares. Ele é instável e passa por um processo de fissão nuclear, liberando energia e partículas durante esse processo.

Césio-137 (Cs-137): É um isótopo do césio que é formado durante o processo de fissão nuclear e também é produzido em explosões nucleares. Ele emite radiação gama e é usado em medicina e em fontes de raios gama para esterilização.

Carbono-14 (C-14): É um isótopo do carbono que ocorre naturalmente na atmosfera como resultado da interação de raios cósmicos com átomos de nitrogênio. Ele é usado na datação de materiais orgânicos antigos, como fósseis e artefatos arqueológicos.

Iodo-131 (I-131): É um isótopo do iodo que é produzido em reatores nucleares e também é usado para fins médicos. Ele emite radiação gama e partículas beta e é usado no tratamento de câncer de tireoide e no diagnóstico de distúrbios da tireoide.

Cobalto-60 (Co-60): É um isótopo do cobalto que é produzido artificialmente em reatores nucleares. Ele emite radiação gama e é usado em radioterapia para tratar o câncer.

Esses são apenas alguns exemplos de átomos instáveis. Existem muitos outros isótopos radioativos com diferentes propriedades e aplicações na medicina, indústria, pesquisa científica e outras áreas.