EFEITOS FISIOLÓGICOS – Todos os seres vivos do planeta sofrem constantemente bombardeios dos raios cósmicos vindos do espaço sideral; a própria luz branca é uma radiação, embora tais radiações não nos cause nenhum mal. De qualquer forma, com a descoberta dos materiais radioativos, descobriu-se também os males que suas radiações emitidas podem causar. Os próprio Henri Becquerel sofreu ulcerações na pele por ter transportado uma amostra de um mineral redioativo consigo e Madame Curie foi vítima letal de câncer, após ter trabalhado por anos a fio estudando os materiais e suas emissões que lhe deram o prêmio Nobel.

O principal perigo das radiações reside no fato de não se ter percepções imediatas de seus efeitos. Ao contrário de um choque elétrico ou de uma queimadura, que sentimos na hora o mal ocorrido, os danos causados são imperceptíveis e só aparecem quando o quadro está grave. Mas, a humanidade desenvolveu meios de se precaver da radiação; como exemplo podemos citar os “crachás contra radiação”, que indicam quando a radiação do ambiente está chegando a níveis perigosos, assim como o contador Geiger, que pode dosar a radioatividade das pessoas.

O perigo principal da radiação é a sua atuação no DNA das células dos seres vivos. Além de causar tumores, ela pode alterar o DNA das células germinativas (espermatozóides e óvulos), causando mutações nas gerações futuras. Devido ao alto grau de toxidade à saúde, os métodos de prevenção estão se aperfeiçoando dia a dia. Um dos métodos é a redução da distância e do tempo de exposição das pessoas às substâncias radioativas. Elas também vestem roupas especiais que cobrem todo o corpo e que vão ser tratados imediatamente após terem sido desvestidos. Quando tem que se manipular com substâncias de radioatividade muito elevada, o manuseio é feito por garras mecânicas e o técnico fica a uma distância segura com proteção adequada.

As energias das emissões radioativas podem ser calculadas através de equações matemáticas. A medida de energia é feita utilizando o elétron-volt (eV) como unidade de grandeza. Um elétron-volt é a energia recebida por um elétron quando este é submetido a um campo elétrico de 1 Volt. Podemos dizer que: 1 eV = 1,602 x 10^–19 joules/partículas. Como costuma-se trabalhar com grandes quantidades de energia, também utilizamos os múltiplos; desse modo, costuma-se usar o “Mega elétron-volt” (MeV), que pode ser convertido em elétron-volt dessa forma: 1MeV = 1,602 x 10^–19 x 10³ = 1,602 x 10^–13 joules/part. Se você está gostando da matemática envolvida e quiser brincar um pouco mais, você pode multiplicar este último número por 6,022 x 10²³, que achará o valor em joules/mol. Ora, sabendo que uma caloria (1 cal) é igual a 4,184 joules, será fácil para você calcular o valor expresso em cal/mol. Que tal tentar?

Bom, depois de treinar nas contas vamos aprender como calcular a energia de cada emissão. Lembra-se que as emissões a e b são partículas e que as emissões γ são ondas eletromagnéticas? Pois bem, já que as duas primeiras são partículas, elas podem ter as suas energias calculadas pela equação da energia cinética (expressa abaixo).

Energia cinética (E_c) = 0,5 . ( m . v² )

Com um exemplo fica mais fácil, não é? Qual seria a energia de um elétron expulso de um núcleo atômico a uma velocidade de 250.000Km/s? Massa do elétron = 9,11×10^–31kg?
RESPOSTA:
E_c = 0,5 . ( m . v² ) = 0,5 . [ 9,11×10^–31 . ( 2,5×10⁸ )² ]
Ec = 2,85×10^–14 joules

Como as emissões γ são ondas eletromagnéticas, a sua expressão da energia é dada pela equação abaixo:

E = (h.c)/λ

h representa a constante de Planck, que é igual a 6,625×10^–27ergs.s
c é a velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo: 3×10¹⁰cm/s
λ representa ao comprimento de onda da emissão.

O ¹³⁷Ba, formado da desintegração do ¹³⁷C, pode emitir radiações γ com comprimento de onda igual a 1,88×10–10cm. Qual é a energia desta emissão?
RESPOSTA:
E = (h.c)/λ = (6,625×10–27 . 3×1010) / 1,88×10^–10
E = 1,06×10^–6ergs = 0,6616 MeV

REAÇÕES NUCLEARES – As reações nucleares podem ser expontâneas, como as que ocorrem no sol, ou podem ser forçadas, como quando se bombardeia o núcleo de alguns átomos com um nêutron, por exemplo.

Fusão nuclear – É a aglomeração de átomos pequenos, como o hidrogênio, o deutério e o trítio, produzindo átomos maiores, com libração de grande quantidade de energia.
Ex: ₁H² + ₁H³ —> ₂He⁴ + 1 nêutron (Energia liberada = 3,9×108 kcal)

Fissão nuclear – É a cisão (ou quebra) do núcleo de um átomo grande em dois núcleos menores, com liberação de grande quantidade de energia (embora menor em relação à fusão nuclear).
Ex: ₉₂U²³⁵ + 1 nêutron —> ₃₆U¹⁴² + ₃₆Kr⁹¹ + 3 nêutrons (Energia liberada = 4,6 kcal)

Como a fissão nuclear é mais utilizada do que a fusão nuclear (seja numa usina, quer seja na bomba atômica), vamos estudá-la um pouco mais a fundo. Você pode notar que na reação da quebra do núcleo do urânio foi liberada uma energia equivalente à detonação de 7.755 toneladas de TNT. Toda essa energia é proveniente do desaparecimento de matéria. A equação que estuda a energia liberada em função da massa é a nossa velha conhecida Equação de Einstein: ΔE = Δm . c²

É através do processo de fissão nuclear que os cientistas conseguem produzir em laboratório novos elementos, como foi o caso do plutônio, que foi obtido em 1940 por Theodore Seaborg, juntamente com outro elemento: o neptúnio. Estes elementos são chamados de “Elementos Transurânicos”. Estes elementos são tão instáveis, que ainda não se foi capaz de determinar as principais propriedades químicas (o que não ocorreu no caso do pliutônio por ele ser bem etável em relação aos outros).

Bom, é claro que não poderia encerrar um artigo sobre radioatividade sem mencionar os benefícios e malefícios que ela trouxe à humanidade. As utilizações são enormes. Na medicina, utiliza-se isótopos radioativos nos diagnósticos de doenças; o iodo-137 é usado no diagnóstico de doenças na tireóide. Usando-se uma fonte de raios g, como o cobalto-60, pode-se fazer bombardeios para destruir células cancerosas. Na indústria, podemos usar os mesmos raios g para medir espessuras diversas, como chapas de aço e até de tintas. Na arqueologia, usa-se o famoso carbono-14 na detecção da idade de achados nas escavações. Isso e muito mais.

Infelizmente, nem tudo são flores. É quase impossível podermos aproveitar 100% de qualquer coisa; isso acarreta nos chamados “lixos radioativos”. Depois de se utilizar os minerais radioativos, sobram os elementos transformados que não servem para os mesmos fins; isso acarreta em material que não pode ser jogado em qualquer lugar. Este material deverá ser armezenado com o máximo de segurança até que cesse a sua radioatividade, o que poderá levar até centenas de anos. Bom, o armazenamento destes resíduos deve ser feito confinando os resíduos em recipientes metálicos, que vão ser postos em blocos de concreto e enterrados a grande profundidade (cerca de 500m). Contudo, não se sabe ao certo se esta é a melhor maneira de se “livrar” dos lixos radioativos. Muitos cientistas ainda hoje estudam novas formas de solucionar este grave problema. O que se pode esperar é que achem logo um meio de armazenar com segurança estes resíduos ou tentar aproveitar quase a totalidade do material, o que é virtualmente impossível. Ainda assim, resta a esperança de encontrar um nova fonte de energia barata, reciclável e não poluente, que venha a substituir de vez os combustíveis fósseis e as usinas nucleares. Quem sabe se não descobrem ainda neste ano?