Radiação nuclear

Radiação nuclear é um tipo de radiação originada no núcleo de determinados átomos de elementos químicos que não estão estáveis.

As radiações nucleares podem ser de vários tipos, mas, principalmente: partículas alfa (α), partículas beta (β) e radiação gama (γ).

Partículas alfa (α)

Núcleos atômicos instáveis, geralmente, de elevada massa atômica, emitem radiação alfa,  que é constituída por dois prótons e dois nêutrons. Esta é a forma “mais rápida” de procurar a estabilidade, pois cada partícula alfa tem número de massa igual a 4. Sendo assim, a cada partícula alfa emitida por um núcleo instável, a sua massa diminui de 4 unidades.

Estas partículas liberadas possuem alta energia cinética, ou seja, alta “energia de movimento”, pois o núcleo, além de liberar os prótons e nêutrons, também libera energia, na forma de energia cinética das partículas. No entanto, essas partículas possuem baixo poder de penetração.

Partículas beta (radiação beta) (β^–,β⁺)

Uma outra forma de um núcleo atômico se estabilizar é quando existe um número bem maior de nêutrons do que de prótons. Nesse caso poderá ocorrer a transformação de um nêutron em um próton. Para esta transformação ocorrer, e a quantidade de prótons aumentar em relação à de nêutrons, é necessário que ocorra a liberação de um elétron pelo núcleo atômico. Ou seja, o núcleo atômico irá emitir, liberar, um “elétron”, ou melhor, uma sub-partícula carregada negativamente, também conhecida como partícula beta, ou beta menos, β^–.

É importante que a atenção seja voltada para o fato do “elétron” (partícula β–) ser emitido pelo núcleo atômico, ou seja, não tem nada a ver com os elétrons da eletrosfera.

Por outro lado, quando o número de nêutrons for insuficiente para estabilizar a quantidade de prótons presentes no núcleo atômico, poderá ocorrer a transformação de um próton em um nêutron. Para esta transformação ocorrer, será necessária a liberação de uma sub-partícula positiva do núcleo atômico. Será emitida uma partícula beta positiva, β⁺, também, conhecida, como pósitron.

As partículas beta possuem alta energia cinética e poder de penetração superior ao das partículas alfa. O seu poder de penetração superior é devido ao fato da partícula possuir massa muito inferior à da partícula alfa. Mesmo que a partícula beta, possua carga (carga negativa, ou positiva), ela irá ter maior penetração, pois é mais leve e terá menor perda de energia. Entretanto, a sua penetração não será, ainda, muito alta. O seu poder de ionização também será considerável, no entanto, menor que o das partículas alfa, visto que a quantidade de cargas das partículas beta é inferior ao das partículas alfa.

Radiação gama (γ)

De uma forma geral, a radiação gama é emitida por um núcleo atômico, quando emite outros tipos de radiação, seja ela alfa ou beta. A liberação de radiação gama é uma forma encontrada pelo núcleo para se “estabilizar” quando ocorre a liberação de alguma partícula nuclear, pois com a emissão de partícula ainda resta energia em excesso no núcleo atômico, que deve ser liberada (transformação de massa em energia, segundo a equação: E = mc²). A forma encontrada pelo núcleo para liberar esta energia é através de radiação gama, que é uma forma de energia eletromagnética.

A radiação gama, por ser uma onda eletromagnética,  da mesma natureza da luz, pode viajar com a velocidade da luz, ou seja, a radiação gama, propaga a 300.000 km/s, assim como a luz.

Esta radiação é altamente penetrante, ou seja, como seu poder de penetração é muito elevado, pode atravessar um corpo humano com grande facilidade, pois é muito energética, não possui massa e não possui carga elétrica, nem positiva, nem negativa (não sofre interferência elétrica, como as radiações alfa e beta).

Poder de ionização

O poder de ionização da radiação gama, normalmente é superior ao das partículas alfa e beta. O dano causado a matéria, pela radiação gama, é muitas vezes superior ao causado pelas radiações particulares, tais como alfa e beta, pois se trata de uma radiação muito energética.

Os átomos e moléculas possuem elétrons, que podem ser retirados. Quando uma radiação retira um ou mais elétrons de um átomo ou molécula, diz que ocorreu a ionização da espécie. A espécie formada ficou deficiente em elétrons e se torna muito reativa.

Quando se fala em ionizar um  átomo ou molécula, é necessária uma quantidade de energia específica, nem mais, nem menos, que é definida como pacote de energia (energia quantizada), que possibilita a ionização do átomo ou molécula. A radiação gama, por ter grande quantidade de energia, irá quebrar uma ligação química com mais facilidade do que a radiação alfa ou beta, daí, a sua capacidade em provocar danos é maior.

É importante que seja observado que a radiação gama é neutra, mas não tem relação alguma com os nêutrons, que também são neutros, ou seja, radiação gama não é nêutron. Mesmo porque, quando um núcleo atômico emite nêutrons, esta radiação (de partículas) é denominada de feixe de nêutrons.