Aplicações Práticas da Radioatividade

1. Introdução

Chegamos ao nosso último capítulo sobre Radioatividade.

Nós já vimos como os átomos decaem naturalmente, como medimos o tempo com a meia-vida e como liberamos a energia colossal da fissão e da fusão.

Em todos esses casos, éramos mais como observadores da natureza.

Agora, vamos assumir o controle. E se, em vez de esperar um núcleo decair, a gente pudesse forçar a sua transformação?

E se pudéssemos pegar um elemento químico e transformá-lo em outro, realizando o antigo sonho dos alquimistas?

Isso não só é possível, como é uma das áreas mais importantes da química nuclear moderna.

Vamos aprender sobre a transmutação e, em seguida, explorar as incríveis aplicações que os isótopos radioativos, tanto naturais quanto artificiais, têm em nossas vidas.

Esse capítulo é semelhante aos capítulos de “Aplicações práticas de ácidos, bases, …”, em que a gente vai discutir como que usamos a radioatividade no nosso dia a dia.

É um capítulo teórico, que ajuda a responder questões teóricas em suas provas, principalmente em vestibulares e simulados de múltipla escolha.

Dificilemente existirá uma questão que você só consiga responder com esse capítulo.

Você já tem conhecimento suficiente, com os quatro capítulos anteriores, para responder qualquer questão de radioatividade.

Porém, esse capítulo te dá raciocínios mais rápidos para esse tipo de questão.

Se uma questão te cobra o uso da radioatividade na agricultura, por exemplo, é provável que o texto te dê informações suficientes para concluir o que for necessário.

Mas se você já tiver lido como que funciona, se torna mais fácil!

Dito isso, vamos mostrar as aplicações da radioatividade na nossa vida.

2. Transmutação Nuclear: Transformando um Elemento em Outro

Lembra do Rutherford, que descobriu o núcleo atômico bombardeando uma folha de ouro com partículas alfa?

Pois bem, ele foi o primeiro a realizar, em laboratório, uma transmutação nuclear.

Transmutação Nuclear é o processo de transformar um elemento químico em outro ao bombardear seu núcleo com partículas subatômicas (como nêutrons, prótons ou partículas alfa) em alta velocidade.

A primeira transmutação artificial da história foi feita por Rutherford em 1919, quando ele bombardeou o gás Nitrogênio com partículas alfa, produzindo Oxigênio e hidrogênio:

$^{14}_{7}N + ^{4}_{2}α \rightarrow ^{17}_{8}O + {1}_{1}p$, lembrando que p é de próton.

Ele literalmente transformou Nitrogênio em Oxigênio!

Produção de Isótopos Artificiais

A principal utilidade da transmutação hoje é a criação de isótopos radioativos artificiais.

Muitos dos isótopos que usamos na medicina e na indústria não existem em quantidades úteis na natureza, então precisamos "fabricá-los".

Um dos exemplos mais importantes é a produção do Cobalto-60, muito usado em radioterapia.

Ele é produzido em reatores nucleares, bombardeando o Cobalto-59 (que é estável e natural) com nêutrons:

${59}_{27}Co + {1}_{0}n \rightarrow {60}_{27}Co$

Esse Cobalto-60 recém-criado é radioativo e emite radiação gama, que pode ser direcionada para destruir células cancerígenas.

3. Aplicações da Radioatividade: Ferramentas Invisíveis

Graças à nossa capacidade de detectar e produzir materiais radioativos, podemos usá-los como ferramentas poderosas em diversas áreas.

Medicina: Diagnóstico e Tratamento

Radioterapia

Como vimos com o Cobalto-60, feixes de radiação gama são direcionados com precisão para tumores, destruindo as células cancerígenas.

Radiodiagnóstico (Exames de Imagem)

O paciente ingere ou recebe uma injeção de uma substância contendo um isótopo radioativo (um radiofármaco), como o Iodo-131 para exames da tireoide.

Esse isótopo se concentra no órgão de interesse e emite radiação, que é captada por um aparelho (como em um exame PET scan), criando uma imagem detalhada do funcionamento daquele órgão.

Esterilização de Materiais

Equipamentos médicos como seringas, luvas e bisturis podem ser esterilizados com radiação gama após serem embalados.

A radiação mata todos os microrganismos sem danificar o material.

Indústria: Controle e Conservação

Controle de Qualidade

Em uma linha de produção de chapas de metal, por exemplo, pode-se colocar uma fonte radioativa de um lado da chapa e um detector do outro.

Se a espessura da chapa variar, a quantidade de radiação que a atravessa também muda, e o detector aciona um alarme.

Isso é usado para verificar soldas, detectar rachaduras e medir o nível de líquidos em tanques lacrados.

Irradiação de Alimentos

Alimentos como morangos, batatas e temperos podem ser expostos a uma dose controlada de radiação gama.

A radiação mata bactérias, fungos e insetos, e inibe o brotamento (no caso da batata), aumentando muito o tempo de prateleira do alimento sem torná-lo radioativo.

Agricultura: Entendendo as Plantas

Estudos de Metabolismo

Para saber como uma planta absorve um fertilizante, os cientistas podem "marcar" o fertilizante com um isótopo radioativo, como o Fósforo-32.

Depois, com detectores, eles conseguem rastrear exatamente para onde o fósforo foi dentro da planta (raiz, caule, folhas), otimizando o uso de adubos.

Como você pode ver, a radioatividade, quando usada com conhecimento e segurança, é uma das ferramentas mais versáteis e poderosas que a ciência nos deu.

E isso nos traz um impacto gigantesco na nossa qualidade de vida.