Decaimento nuclear e semivida — Química, 14–17
Núcleos atómicos instáveis podem transformar-se em núcleos mais estáveis e libertar radiação. A semivida indica a rapidez da transformação de uma amostra, não quanto tempo durará um átomo específico.
Os núcleos instáveis transformam-se
Alguns núcleos têm uma combinação de protões e neutrões que não é estável. Sem serem empurrados por uma reação química, podem transformar-se espontaneamente e emitir uma partícula alfa, uma partícula beta ou radiação gama. O novo núcleo pode ser mais estável, mas também pode continuar radioativo. Tu não podes prever o momento exato para um átomo isolado.
Porque foi necessária a semivida
As amostras radioativas não se transformam a uma velocidade constante: o número de núcleos que ainda não decaíram vai diminuindo. Os cientistas precisavam de uma medida que funcionasse para qualquer quantidade inicial. A semivida é o tempo necessário para que metade dos núcleos originais de uma amostra decaia, permitindo a tu comparação de isótopos e o planeamento de armazenamento seguro ou de doses médicas.
Uma amostra depois de três semividas
Uma amostra começa com 80 mg de um isótopo radioativo cuja semivida é de 6 dias. Ao fim de 6 dias: 80 ÷ 2 = 40 mg. Ao fim de 12 dias: 40 ÷ 2 = 20 mg. Ao fim de 18 dias: 20 ÷ 2 = 10 mg. Portanto, depois de três semividas, restam 10 mg e 70 mg decaíram. Tu divides o que resta por dois em cada etapa, não subtrais 40 mg repetidamente.
A semivida não é uma data de validade
É compreensível ouvir «semivida» e imaginar que cada átomo dura exatamente esse tempo antes de desaparecer. O decaimento é aleatório para cada núcleo: a semivida descreve o padrão de uma grande coleção. Depois de uma semivida, cerca de metade da amostra decaiu, mas não podes saber quais átomos específicos. Tu deves usar probabilidades para a amostra, não um horário para um átomo.
Medicina, datação e detetores
O decaimento radioativo é útil quando é medido e controlado. Os médicos usam isótopos escolhidos para obter imagens de órgãos ou atingir tecidos doentes; os arqueólogos estimam a idade de materiais que já estiveram vivos através do carbono-14; os detetores de fumo usam uma fonte minúscula para detetar partículas no ar. Tu precisas sempre de blindagem, distância e procedimentos cuidadosos, porque a radiação pode danificar células.
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