Radioatividade é a liberação de uma energia invisível chamada de radiação ionizante, que atravessa o ar e as paredes, partindo de um material radioativo. No nosso planeta existem vinte e oito elementos radioativos naturais dispersos em todos os meios. A maioria desses elementos radioativos naturais está dispersa no solo, associada ao urânio ou ao tório.

A radioatividade está em toda parte, sem nenhuma intervenção humana. Existe radioatividade na terra, na água e no ar, causada pelos elementos radioativos naturais, que estão associados ao urânio ou ao tório presentes nestes locais. Existe radioatividade devida ao sol chamada de radiação cósmica. Existe também radioatividade no próprio corpo humano. Nossos tecidos e ossos possuem elementos radioativos, como o potássio 40 e o carbono 14.

A radioatividade também pode ser criada artificialmente, como o Raio X, que utilizamos há muito tempo. Elementos radioativos vêm contribuindo para a melhoria da vida dos homens e para o avanço da ciência e das tecnologias. Esses elementos são utilizados para diagnosticar e tratar doenças, para combater pragas na agricultura, conservar alimentos, analisar estruturas de engenharia, recuperar obras de arte e esterilizar uma série de produtos - de fraldas a garrafas de refrigerantes.

Radioatividade é um processo natural e espontâneo em que átomos instáveis emitem radiação por meio de decaimento, a fim de diminuírem sua energia e tornarem-se mais estáveis. É um processo natural que ocorre em núcleos atômicos instáveis.

Primeiramente, precisamos entender a diferença entre radioatividade e radiação. Essas palavras, diferentemente do que muitos pensam, não são sinônimos!

A diferença entre radiação e radioatividade: A radiação é uma das formas que a energia pode ser transmitida. Já a radioatividade é um processo que ocorre no núcleo atômico e que tem como produto alguma forma de radiação.

Radiação é  a transmissão de energia na forma de ondas ou de partículas.

A transmissão na forma de ondas é mais comum e costumamos chamá-la de radiação eletromagnética. Nesse tipo de radiação estão inclusas as ondas da luz visível, infravermelho, ultravioleta, ondas de rádio e etc, ou seja, todas as frequências do espectro eletromagnético.

Em uma extremidade do espectro eletromagnético estão as ondas de rádio, que têm comprimentos de onda bilhões de vezes maiores que os da luz visível. No outro extremo do espectro estão os raios gama, com comprimentos de onda bilhões de vezes menores que os da luz visível.

A frequência de ondas de rádio é de cerca de 10⁸ Hz, enquanto a frequência dos raios gama é de cerca de 10²⁰ Hz, que é bem maior.

Os comprimentos de onda das ondas de rádio variam de alguns milímetros (décimos de polegada) a centenas de quilômetros (centenas de milhas). A luz visível, para comparação, tem comprimentos de onda na faixa de 400 a 700 nanômetros, cerca de 5.000 vezes mais curtos que as ondas de rádio de menor comprimento de onda.

Os raios gama têm comprimentos de onda menores que 10^-11 metros o que é bem menor do que as ondas de rádio.

As diferenças entre essas ondas estão apenas em suas frequências e comprimentos. Ondas de menor comprimento, e consequentemente de maior frequência, carregam mais energia.

Existe também a radiação de partículas, onde a energia é transportada na forma de partículas, que podem ser nêutrons, elétrons, prótons (elétrons de carga positiva) e até mesmo núcleos inteiros de hélio.

A radioatividade é o processo no qual núcleos atômicos instáveis emitem radiação na forma de ondas e/ou de partículas, com o objetivo de atingir a estabilidade.

Vale lembrar que a radiação pode ser liberada também pela eletrosfera, ou seja, fora do núcleo. No entanto, esse tipo de processo não é chamado de radioatividade! Um exemplo disso são os raios X. Eles são uma forma de radiação, mas não são emitidos pelo núcleo atômico, logo, não são produtos da radioatividade.

Observe nas simulações abaixo indicadas como ocorre a radiação nos  átomos e o resultado deste processo em termos de perda de seu potencial radioativo (processo denominado decaimento).

Decaimento por radiação alfa

Decaimento por radiação beta

A radioatividade, como vimos, ocorre apenas em núcleos atômicos instáveis. Um núcleo instável é um núcleo incapaz de se manter inteiro, ou seja, que tende a se dividir em partes menores. Existem 3 tipos de radiação: alfa, beta e gama.

As radiações alfa, beta e gama surgem de processos nucleares e têm características diferentes em termos de natureza e penetração.

Veja como cada uma delas é produzida:

Radiação Alfa: A radiação alfa é composta por partículas alfa, que são núcleos de hélio compostos por dois prótons e dois nêutrons. Essas partículas são emitidas por núcleos atômicos instáveis durante o processo de decaimento radioativo. Quando um núcleo atômico é instável, ele busca se tornar mais estável emitindo partículas alfa. Essa emissão ocorre principalmente em elementos pesados, como urânio, rádio e plutônio. As partículas alfa possuem carga elétrica positiva e são grandes e pesadas, o que faz com que tenham uma baixa capacidade de penetração. Uma folha de papel ou alguns centímetros de ar são suficientes para deter as partículas alfa.

Radiação Beta: A radiação beta é composta por elétrons (chamados de partículas beta negativas) ou por pósitrons (partículas beta positivas). Ela ocorre quando um núcleo instável passa por um processo de decaimento beta. No decaimento beta negativo, um nêutron no núcleo atômico se transforma em um próton, liberando um elétron. No decaimento beta positivo, um próton se transforma em um nêutron, liberando um pósitron. As partículas beta têm carga elétrica negativa (elétrons) ou positiva (pósitrons) e são menores e mais leves que as partículas alfa. Elas têm uma capacidade de penetração maior que as partículas alfa, podendo atravessar alguns centímetros de material, como plástico ou madeira, antes de serem paradas.

Radiação Gama: A radiação gama é uma forma de radiação eletromagnética de alta energia, semelhante aos raios X. Ela é emitida por núcleos atômicos durante transições nucleares, como a desexcitação de um núcleo excitado. Ao contrário das partículas alfa e beta, a radiação gama não tem carga elétrica e é composta por fótons. Os fótons gama são altamente energéticos e possuem uma capacidade de penetração significativa. Eles podem atravessar materiais densos, como metal e concreto, e são absorvidos apenas por barreiras espessas de chumbo ou chumbo combinado com outras substâncias.

É importante destacar que a utilização de radiações alfa, beta e gama em contextos médicos, como diagnóstico e terapia, é realizada de forma controlada e segura, levando em consideração os benefícios e riscos associados.
 

Vídeo sobre radiação

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