Reações nucleares Como vimos, a radioatividade natural foi descoberta no final do século XIX. Pouco tempo se passou até que o ser humano conseguisse "provocar" processos de transmutação. Em 1919, Rutherford usou uma fonte de partículas α para bombardear o gás nitrogênio, e obteve, nesse processo, átomos de flúor. Veja a equação que representa o processo: 14 7
N 1 42He
18 9
F
Como o isótopo do flúor (18F) é muito instável, sua transmutação em 17O ocorre rapidamente. Nesse processo há emissão de um próton: Observe: 18 9
F
17 8
O 1 11H
Podemos representar todo esse processo em uma única equação:
N 1 42 α
17 8
O 1 11H
O bombardeamento de núcleos com partículas foi objeto de pesquisa de vários cientistas. Por meio do bombardeamento do berílio com partículas α, por exemplo, foram obtidas radiações enormemente penetrantes, os “raios de berílio”. Em 1932, o físico inglês James Chadwick (1891-1974), interpretando um experimento em que havia esse bombardeamento, sugeriu que os “raios de berílio” eram nêutrons, isto é, partículas com massa igual à dos protons e sem carga elétrica. Observe a equação nuclear que representa esse processo: 9 4
Be 1 42 α
12 6
C 1 01 n nêutron
Pelo fato de não terem carga, os nêutrons não são repelidos pelos núcleos e por isso podem atravessar os materiais com facilidade. Para bombardear núcleos com partículas é necessário que elas sejam aceleradas. Para isso, são usados os aceleradores, como o de Van de Graaf, o cíclotron, o bétatron e o LHC, sigla do inglês Large Hadron Collisor (Grande Colisor de Hádrons), entre outros.
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DIVULGAÇÃO PNLD
14 7
Vista do interior do LHC, mantido por laboratório europeu dedicado a pesquisas nucleares (CERN – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), localizado na fronteira entre Suíça e França. Foto de 2013.
Radioatividade artificial Em 1934, os físicos Irène Joliot-Curie (1897-1956) – filha do casal Curie – e seu marido Frédéric Joliot-Curie (1900-1958) obtiveram o primeiro isótopo artificial radioativo. Eles bombardearam o alumínio com partículas α e chegaram a um isótopo radioativo do fósforo:
Aℓ 1 42 α
27 13
P 1 01 n
30 15
Capítulo 1 Estudo da radioatividade, suas aplicações e implicações ambientais
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