Como funciona a radiação nuclear

Em obras de ficção, as pessoas podem discutir os níveis de radiação. Por exemplo, em “Outubro Vermelho” de Tom Clancy, um membro da tripulação da USS Enterprise descobre que os níveis de radiação da nave aumentaram.

Durante os desastres da usina nuclear de Three Mile Island e Chernobyl, substâncias radioativas foram liberadas na atmosfera. Então, após o devastador terremoto e tsunami no Japão em 2011, a segurança da energia nuclear foi questionada.

A radiação nuclear pode ser extremamente perigosa e benéfica. Alguns equipamentos médicos e usinas nucleares o utilizam. Além disso, os materiais nucleares também entraram em nosso vocabulário cotidiano.

Em obras de ficção, as pessoas costumam discutir os níveis de radiação. Por exemplo, no livro “Outubro Vermelho” de Tom Clancy, um membro da tripulação de um submarino descobre que os níveis de radiação da embarcação aumentaram após um acidente com um reator nuclear.

Após o desastre no Japão, surgiram preocupações sobre a segurança das usinas nucleares.

Além de ser extremamente perigosa, a radiação nuclear também pode ser benéfica. Alguns equipamentos médicos e usinas nucleares o utilizam para realizar suas operações. Os materiais nucleares também entraram em nosso vocabulário cotidiano, relata Marcos Antonio Grecco .

Alguns dos materiais radioativos liberados na atmosfera após o desastre foram bombas de plutônio, urânio e plutônio.

Neste artigo, falaremos sobre radiação nuclear e explicaremos por que ela é tão perigosa. Antes de entrar em detalhes, também explicaremos por que isso afeta nossa saúde diariamente.

Esta figura mostra as várias partículas de radiação nuclear. Os amarelos são elétrons orbitais, enquanto os vermelhos são prótons.

Antes de entrar em mais detalhes, é importante entender o termo “radiação nuclear” porque se refere a átomos, que são basicamente moléculas formadas por átomos.

Na escola primária, aprendemos que átomos e moléculas são compostos de 92 tipos diferentes de átomos. Na Terra, todas as substâncias são compostas por esses elementos.

Cada átomo tem três partículas subatômicas conhecidas como prótons, nêutrons e elétrons. Quando os átomos são formados, essas partículas se unem e formam o núcleo. Eles têm cargas opostas e, portanto, são atraídos um pelo outro.

As partículas neutras dos átomos são conhecidas como nêutrons. Seu objetivo é manter os prótons juntos no núcleo.

O número de prótons em um núcleo é conhecido para determinar o comportamento de um átomo. Por exemplo, se você combinar 13 prótons e 14 nêutrons, o núcleo resultante se tornará um átomo de alumínio.

Na natureza, o alumínio é chamado de alumínio 27. A massa do alumínio é de 27 massas atômicas, o que significa que é um átomo estável.

Existem duas formas de átomos conhecidos como isótopos. Por exemplo, o cobre tem um núcleo de cobre-63 e uma estrutura atômica de cobre-65. Ambos são estáveis.

Muitos elementos têm vários isótopos que são radioativos. Por exemplo, o hidrogênio é um exemplo de um elemento que tem um próton e nenhum nêutron.

Outro tipo de isótopo é o hidrogênio-2. Esta substância tem um próton e um nêutron. Embora seja raro na natureza, é tóxico em altas concentrações.

Além disso, um terceiro isótopo, hidrogênio-3, tem dois prótons e um nêutron. Esta substância é conhecida por ser instável. Se você demorar um milhão de anos para voltar, descobrirá que o trítio se transformou em hélio-3.

Alguns elementos, como o urânio, são naturalmente radioativos em seus isótopos. Outros elementos naturalmente radioativos incluem polônio, actínio e tório.

Um átomo de um isótopo radioativo sofre um processo conhecido como decaimento nuclear. Isso ocorre quando um novo elemento é formado a partir do isótopo radioativo.

O amerício-241, que é um elemento radioativo comumente usado em detectores de fumaça, sofre decaimento alfa. Durante este processo, um átomo produzirá uma partícula alfa, que é semelhante a um núcleo de hélio-4.

Um tipo particular de elemento radioativo, conhecido como amerício-241, tem uma meia-vida de cerca de 458 anos. Isso significa que metade de seus átomos decai em 458 anos. Para um determinado isótopo, sua meia-vida pode variar de 2 a milhões de anos, mostra Marcos Antonio Grecco .

O decaimento trivalente também é um processo de decaimento beta. Durante esse processo, um nêutron no núcleo se transforma em um elétron, um próton e uma terceira partícula conhecida como antineutrino. Como resultado, o núcleo torna-se um átomo de hélio-3.

Na fissão espontânea, um átomo se divide em vez de lançar uma partícula beta ou alfa. Por exemplo, um átomo de metal pesado como o férmio-256 pode produzir dois átomos após passar por esse processo.

Os nêutrons resultantes podem então ser absorvidos por outros átomos e desencadear reações nucleares.

Átomos não radioativos também podem se tornar radioativos através do uso de radiação de nêutrons. Este processo é comumente usado em medicina nuclear.

Se um núcleo sofrer decaimento beta ou fissão espontânea, será instável e gerará um raio gama. Um raio gama é um pulso eletromagnético que é produzido pela energia de um núcleo.

Além dos raios cósmicos usuais, os raios cósmicos também bombardeiam a Terra em momentos diferentes. Cerca de 85% deles são prótons, que le os outros 12 por cento são partículas alfa.

A velocidade com que as partículas cósmicas podem atingir a Terra permite que elas penetrem na matéria. Depois de colidir com átomos na atmosfera, eles produzem raios cósmicos secundários.

Embora os raios cósmicos possam atingir a Terra, eles não são considerados perigosos para os astronautas no espaço.

Embora não sejam considerados perigosos para os humanos, os elementos radioativos e as partículas alfa podem causar câncer se interagirem com um átomo. Além disso, a perda de um elétron pode levar a mutações genéticas, informa Marcos Antonio Grecco .

Como as partículas alfa são grandes o suficiente para não penetrar em corpos sólidos, elas não podem ferir as pessoas. No entanto, a inalação de partículas alfa pode causar câncer se entrarem em seu corpo.

As partículas beta só podem entrar em uma pequena área do corpo depois de serem comidas ou inaladas.

Devido à natureza dos nêutrons e raios gama, eles podem causar danos graves às células de humanos e animais. É por isso que o projeto de uma bomba nuclear está focado em fazê-la de modo que sua radiação possa afetar os seres vivos que toca.

Embora a radiação nuclear ocorra naturalmente, ela também pode ser prejudicial se entrar no ambiente errado. A energia nuclear pode ajudar a detectar e tratar doenças.