Processos nucleares ou radioativos são aqueles oriundos do núcleo atômico, ou diretamente pela emissão de partículas (massa), ou através de uma modificação de sua estrutura interna (energia). Os processos de origem nuclear são caracterizados pela alta taxa de energia envolvida, uma vez que envolvem o núcleo de átomos (a força nuclear) ao invés dos processos de origem química, onde a eletrosfera atômica está diretamente envolvida.
Entre os processos de origem nuclear estão os raios beta, ou a radiação beta. Certos tipos de átomos sofrem um decaimento nuclear denominado beta, entre eles estão o potássio-40, o carbono-14 e o iodo-132. Dessa forma, ao se conhecer elementos beta emissores, torna-se possível utilizar a radiação beta em alguns processos industriais e laboratoriais, que vão desde diagnósticos médicos ao tratamento do câncer.
A química de uma radiação beta (β) é relativamente mais complexa do que a das demais partículas. Ocorre que uma radiação beta trata-se de elétrons dotados de alta energia emitidos de núcleos atômicos instáveis em um processo denominado de emissão beta. Entretanto, como pode um núcleo atômico emitir um elétron, partícula originalmente inexistente no núcleo de um átomo? A resposta está no fato de que em um decaimento beta ocorre uma conversão nuclear de um próton em um nêutron, um elétron e um neutrino. O próton permanece no núcleo atômico, o neutrino e o elétron são projetados.
“Quando um núcleo emite uma partícula beta, também emite um neutrino. Um neutrino não tem carga elétrica e quase não tem massa. Na radiação de partículas beta negativas, um nêutron no núcleo transforma-se em um próton, um elétron negativo e um neutrino. O elétron e o neutrino são emitidos no instante em que se formam, e o próton permanece no núcleo. Isto significa que o núcleo passa a conter mais um próton e menos um nêutron. Por exemplo, um isótopo de carbono, o 6C14, emite elétrons negativos. O C14 tem oito nêutrons e seis prótons. Quando se desintegra, um nêutron se transforma em um próton, um elétron e um neutrino. Após a emissão do elétron e do neutrino, o núcleo contém sete prótons e sete nêutrons. Seu número de massa permanece o mesmo, mas seu número atômico aumenta de um”1. Assim, um decaimento beta é considerado uma força nuclear fraca.
Com relação ao seu poder de penetração, as partículas beta situam-se entre as partículas alfa (de menor poder de penetração) e as partículas gama (de maior poder de penetração). “As partículas beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos, ocasionando danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam ingeridas ou aspiradas. Têm alta velocidade, aproximadamente 270 000 km/s”2.
A radiação beta está presente também em um típico tubo de televisão, que funciona a partir de uma metralhadora de elétrons, os quais tornam-se luz quando são absorvidos pelo elemento fósforo que recobre internamente o tubo de projeção da imagem.
Referências:
1. http://www.ced.ufsc.br/men5185/trabalhos/A2005_outros/34_gamagrafia
2. http://www.fiocruz.br/biosseguranca/Bis/lab_virtual/radiacao.html
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/fisica/radiacao-beta/