Radioatividade: o que é, tipos, leis e exercícios
A radioatividade é um fenômeno que resulta da emissão de energia por átomos, provocada em decorrência de uma desintegração, ou instabilidade, do núcleo de elementos químicos.
Uma reação nuclear é diferente de uma reação química. Em transformações nucleares o núcleo do átomo sofre alterações, já as reações químicas ocorrem na eletrosfera do átomo.
Desta forma, um átomo pode se transformar em outro átomo e, quando isso acontece, significa que ele é radioativo.
Em resumo, as partículas radioativas e suas as características são:
| Nome | Símbolo | Carga elétrica | Natureza | Poder de penetração |
|---|---|---|---|---|
| Alfa |  |
+2 | Formada por dois prótons e dois nêutrons. | pequeno |
| Beta |  |
-1 | Elétron produzido em transformações nucleares. | médio |
| Gama |  |
0 | Radiação eletromagnética. | alto |
A radioatividade tem muitas aplicações na sociedade. Desde a sua descoberta, grandes avanços científicos foram alcançados gerando desenvolvimento tecnológico.
A emissão de radiação tem utilizações em diferentes setores como na medicina, geologia, indústria e armamento.
Tipos de Radioatividade
A radioatividade das partículas Alfa, Beta e das ondas Gama são as mais comuns. O tipo de radiação determina o poder de penetração na matéria, que são, respectivamente, baixa, média e alta.
Emissões Alfa 
São partículas pesadas de carga positiva, que possuem carga elétrica +2 e massa igual a 4.
Por possuir 2 prótons e 2 nêutrons, seu núcleo é comparado ao do elemento químico hélio, e por isso, alguns autores também a chamam de “hélion”.
Possui pequeno poder de penetração, e por isso a sua radioatividade pode ser impedida por uma folha de papel.
Emissões Beta 
São partículas leves, de carga negativa e que não contêm massa. O elétron da partícula é produzido por reações nucleares a partir de um nêutron e possui alta velocidade.
Nessa reação, um nêutron instável se desintegra, convertendo-se em um próton, que permanece no núcleo, há a emissão de um elétron em alta velocidade e do neutrino, cuja massa e carga são desprezíveis.
Possui poder de penetração superior a radioatividade alfa, podendo penetrar uma folha de papel, mas não uma placa de metal.
Emissões Gama 
São ondas eletromagnéticas de altíssima frequência e que não possuem massa e carga elétrica.
A sua capacidade de penetração é superior aos raios-X e faz com que a sua radioatividade passe tanto pelo papel como pelo metal.
A radiação gama é bem mais penetrante que os outros dois tipos devido o seu comprimento de onda ser bem menor, podendo facilmente atravessar todo o nosso organismo.
À medida que a radiação é emitida, o átomo se desintegra, o que resulta na sua transformação, pois é o número atômico que determina o elemento químico.
O tempo que essa desintegração do elemento leva para reduzir a sua massa pela metade é chamado de meia-vida ou período de semi desintegração.
Saiba mais sobre radiação.
Leis da Radioatividade
Os estudos sobre as emissões radioativas contribuíram para criação de duas leis sobre as desintegrações que ocorrem em núcleos atômicos.
Em 1911, Frederick Soddy formulou a Primeira Lei da Radioatividade, a respeito das emissões alfa, que se tornou conhecida como Lei de Soddy:
Um átomo instável emite uma partícula alfa (α), diminui o número atômico (Z) em duas unidades, ao passo que o número de massa (A) diminui em quatro unidades. Assim: 24α
Segundo essa lei, um novo elemento químico pode ser formado com número atômico com duas unidades a menos que o elemento inicial.
Exemplo:
O urânio-238 ao emitir uma partícula alfa gera o elemento tório. Da mesma maneira, o tório pode emitir uma partícula alfa e levar à formação do elemento rádio.
| Emissões Alfa | |
|---|---|
 |
 |
A partir dos exemplos anteriores, podemos propor de maneira genérica uma equação para emissões alfa:
Em 1913, Frederick Soddy, Kasimir Fajans e Smith Russell criaram a Segunda Lei da Radioatividade, também conhecida como Lei de Soddy, Fajans e Russell:
Um átomo instável emite uma partícula beta (β), aumenta o número atômico (Z) em uma unidade, ao passo que o número de massa (A) permanece o mesmo. Assim: -10β
De acordo com essa lei, o elemento criado é isóbaro do elemento inicial, pois possuem mesma massa atômica e números atômicos com diferença de uma unidade.
Exemplo:
| Emissões Beta | |
|---|---|
 |
 |
Quando ocorre uma emissão beta, há a conversão de um nêutron em um próton, modificando o número atômico e consequentemente um novo elemento é formado.
Elementos Radioativos
A radioatividade pode ser natural, encontrada em elementos que estão dispostos na natureza ou artificial, pela criação de elementos radioativos em laboratório.
Os elementos radioativos naturais são encontradas na natureza, donde os elementos radioativos são transformados por meio de desintegrações, até chegarem num elemento químico estável, por exemplo, o urânio, o actínio e o tório.
Os elementos radioativos artificiais são obtidos artificialmente nas reações de transmutação, que produzem um novo elemento químico radioativo, por exemplo: iodo-131 e o fósforo-30.
Decaimento radioativo
À medida que a radiação é emitida, o átomo se desintegra, o que resulta na sua transformação, pois é o número atômico que determina o elemento químico.
No decaimento radioativo há a diminuição da atividade radioativa e o tempo que essa desintegração do elemento leva para reduzir a sua massa pela metade é chamado de meia vida ou período de semi desintegração.
Descoberta da radioatividade
A radioatividade foi descoberta em 1896 por Henri Becquerel, ao investigar a fosforescência natural das substâncias.
O casal Pierre e Marie Curie dedicou-se ao estudo das emissões radioativas e constatou que essa era uma propriedade de determinados elementos químicos. Inclusive, durante essas pesquisas descobriram dois novos elementos radioativos: rádio e polônio.
Em 1898 Ernest Rutherford descobriu as emissões radioativas alfa e beta. Um terceiro tipo de radioatividade, a emissão gama, foi descoberta em 1900, pelo químico e físico francês Paul Ulrich Villard.
Aplicações da radioatividade
Radioatividade na medicina
A radioatividade na medicina é utilizada através dos exames de raio-x, cuja radiação atravessa os tecidos com o objetivo de mostrar internamente o corpo humano.
Outra aplicação é na radioterapia para o tratamento do câncer com emissão de radiação. Como as células cancerígenas são mais sensíveis à radiação é possível destruí-las com dosagens controladas sem afetar as células normais.
Os radioisótopos também podem ser utilizados no diagnóstico de doenças, tratamento de tumores e como marcadores para informar o estado de saúde dos órgãos.
Datação por Carbono-14
Na natureza existe três isótopos do carbono:
| Carbono-12 |  |
abundância de 98,9% |
| Carbono-13 |  |
abundância de 1,1% |
| Carbono-14 |  |
abundância de 0,000001% |
O menos abundante deles, o carbono-14, por ser radioativo, é utilizado para determinar a idade de objetos antigos.
O teor de carbono-14 é de 10 ppb e na atmosfera ele é incorporado na forma de CO2.
Sendo assim, seres fotossintetizantes absorvem esse radioisótopo e ele é transferido para os demais seres vivos pelas cadeias alimentares.
Com a mesma velocidade que o carbono-14 se forma, ele se desintegra por meio de decaimento beta.
Ao observar múmias e fósseis é possível perceber que o teor de carbono é inferior a 10 ppb, e como seu tempo de meia-vida é de 5730 anos, com esses dados é possível determinar a idade do ser encontrado.
Usina nuclear
Nesse sistema, as reações nucleares são manipuladas de forma controlada para a produção de energia na forma de calor.
O calor produzido é utilizado no aquecimento de água, e o vapor gerado movimenta turbinas geradoras de eletricidade.
Devido o crescimento populacional e a busca para diversificação da matriz energética, hoje a energia nuclear é responsável por 17% da geração de energia elétrica no mundo.
O Brasil, apesar de possuir enorme potencial hidrelétrico, também produz energia elétrica a partir da energia nuclear através das usinas nucleares Angra 1 e Angra 2.
Lixo Radioativo
A poluição radioativa é um dos problemas do uso da radioatividade.
Os resíduos dos materiais compostos por elementos radioativos representam um grande risco à população, uma vez que podem provocar doenças, tal como o câncer.
Diversas áreas (medicina, engenharia, antropologia, entre tantas outras) fazem uso de materiais que contém radioatividade.
Assim, os cuidados com os resíduos são indispensáveis para que esse tipo de lixo não contamine o ambiente ou, ainda, resulte em acidentes nucleares.
É o caso do conhecido Acidente de Chernobyl ocorrido em 1986 na Ucrânia. No nosso país, o Acidente Césio-137 aconteceu no ano seguinte, em 1987, em Goiânia, e foi provocado por um aparelho de radioterapia abandonado.
Exercícios resolvidos sobre radioatividade
Questão 1
Após emitir 2 partículas alfa no 
(Urânio), qual o elemento químico obtido?
Questão 2
Equacione a emissão β pelo 
.
Questão 3
Identifique o símbolo que substituiria corretamente a interrogação nas seguintes equações radioquímicas:
a) 
b) 
Questão 4
Na sequência radioativa:
temos, sucessivamente, quais emissões?
a) α, β, β, α.
b) β, α, α, β.
c) α, γ, γ, α.
d) γ, β, β, γ.
e) α, β, γ, α.
Questão 5
Um elemento radioativo X emite, sucessivamente, uma partícula alfa (α) e duas partículas beta (β), transformando-se no elemento Y. Os elementos X e Y são o quê?
a) Isótopos.
b) Isóbaros.
c) Isômeros.
d) Isótonos.
e) Isotônicos.
Encontre aqui mais questões de vestibulares sobre o tema: Exercícios sobre radioatividade.
Referências Bibliográficas
ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: vol. único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005.
Lee, J. D. Química inorgânica não tão concisa. Tradução da 5ª ed. inglesa. Editora Edgard Blücher Ltda. 1999.
BATISTA, Carolina. Radioatividade: o que é, tipos, leis e exercícios. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/radioatividade/. Acesso em:
