Cinco tópicos fundamentais sobre radioatividade no Enem

A radioatividade está relacionada com o estudo da emissão de radiações a partir do núcleo de um átomo, bem como com o comportamento e aplicações delas. Pensando em auxiliar o estudante que está se preparando para o Enem, o foco deste texto é abordar cinco tópicos fundamentais sobre radioatividade no Enem.

Por se tratar de um assunto que sempre foi abordado em vestibulares e que apresenta diversas aplicações em várias atividades do ser humano, o Enem tem abordado a radioatividade com frequência.

→ Tópicos fundamentais sobre radioatividade no Enem

1º) Características das radiações

Sabe-se que as três radiações emitidas por um radioisótopo (isótopo que elimina radiação) são alfa, beta e gama. Todas elas apresentam importantes particularidades:

• Alfa (₂α⁴): radiação formada por dois prótons e dois nêutrons que apresenta um baixo poder de penetração e desloca-se pelo ar com 10% da velocidade da luz;

• Beta (_-1β⁰): radiação formada por um elétron e que apresenta poder de penetração maior que o da radiação alfa. Desloca-se pelo ar com 90% da velocidade da luz;

• Gama (₀γ⁰): radiação formada por uma onda eletromagnética e que apresenta um poder de penetração maior que o das radiações alfa e beta, deslocando-se pelo ar com a velocidade da luz.

2º) Utilizações da radiação

A radiação apresenta diversas aplicações, as quais influenciam o dia a dia da sociedade de forma direta ou indireta, como:

• Determinação da idade de um ser vivo ou peça qualquer, como feito no processo da datação do carbono (confira como funciona essa técnica clicando aqui);

• Utilizada na agricultura para a conservação de vegetais, como é o caso da batata, por meio de uma técnica denominada de irradiação;

• Utilizada para estudar o crescimento de vegetais ou a forma como insetos comportam-se em uma plantação por meio de uma técnica denominada de traçadores radioativos,

• Utilizada na inspeção de aeronaves para verificação de defeitos ou danos;

• Utilizada na esterilização de componentes hospitalares, como materiais de segurança individual, luvas, seringas etc.;

• Utilizada na medicina para a destruição de tumores.

3º) Prejuízos provocados pela radioatividade ao ser humano

Dependendo da quantidade de radiação a que o ser humano for exposto, os prejuízos causado são:

• Queimaduras graves;

• Lesões no sistema nervoso central;

• Lesões no sistema gastrointestinal;

• Náuseas;

• Vômitos;

• Queda do cabelo;

• Desenvolvimento de células tumorais (câncer);

• Pode provocar a morte imediata, quando a quantidade de radiação for muito intensa ou quando utilizada em bombas (como a bomba atômica).

4º) Meia-vida

Meia-vida ou período de semidesintegração é o tempo que um material radioativo leva para perder metade da sua massa e da sua capacidade de eliminar radiação. Quando dizemos que o césio-137 possui meia-vida de 30 anos, queremos dizer que, se tivermos 10 gramas de césio-137, após 30 anos, teremos apenas 5 gramas.

5º) Fissão e fusão nuclear

a) Fissão nuclear

Fissão nuclear é a quebra de um núcleo pesado, como o do átomo de urânio, provocada pelo bombardeamento por nêutrons, formando sempre dois novos núcleos menores e ocorrendo liberação de dois ou mais nêutrons. Veja um exemplo de equação nuclear que representa o processo de fissão:

₉₂U²³⁸ + ₀n¹ → ₅₆Ba¹³⁷ + ₃₆Kr¹⁰⁰ + 2₀n¹

Trata-se de um processo que libera uma considerável quantidade de energia térmica, a qual pode ser convertida em energia elétrica, por exemplo. Porém, todos os novos núcleos formados são radioativos, ou seja, é um processo que gera lixo nuclear.

b) Fusão nuclear

Fusão nuclear é a união de dois ou mais núcleos de átomos leves (no caso, o hidrogênio), tendo como resultado a formação de um único novo núcleo (obrigatoriamente o hélio, cujo número atômico é 2, já que são utilizados dois átomos de hidrogênio, cujo número atômico é 1). Veja a equação nuclear que representa a fusão:

₁H¹ +₁H² → ₂He³

Assim como a fissão nuclear, a reação de fusão também produz energia, mas muito mais do que na fissão. Outra vantagem da fusão é a de que o hélio produzido não é radioativo, não gerando, portanto, lixo radioativo.

→ Resolução de questões do Enem sobre radioatividade

(ENEM 2007 - Questão 25) A duração do efeito de alguns fármacos está relacionada com a sua meia-vida, tempo necessário para que a quantidade original do fármaco no organismo se reduza à metade. A cada intervalo de tempo correspondente a uma meia-vida, a quantidade de fármaco existente no organismo no final do intervalo é igual a 50% da quantidade no início desse intervalo.

O gráfico acima representa, de forma genérica, o que acontece com a quantidade de fármaco no organismo humano ao longo do tempo. A meia-vida do antibiótico amoxicilina é de 1 hora. Assim, se uma dose desse antibiótico for injetada às 1 h em um paciente, o percentual dessa dose que restará em seu organismo às 13h30min será aproximadamente de:

a) 10%.

b) 15%.

c) 25%.

d) 35%.

e) 50%.

Resolução: A resposta é a letra d).

Dados fornecidos pelo exercício:

• Meia-vida da amoxicilina: 1 hora;

• Hora que o paciente recebeu a dose: 12h;

• Horário final a ser avaliado: 13h30.

1^o Passo: Determinação do número de meias-vidas

• O exercício questiona a quantidade de radiação que sobra no intervalo de 12 horas até 13h30, ou seja, um intervalo de 1 hora e meia (1,5h);

• Como a meia-vida da amoxicilina é de 1 hora, logo, a quantidade de meias-vidas é de 1,5.

2^o Passo: Utilizar a quantidade de meias-vidas no gráfico

Sabendo que a quantidade de meias-vidas utilizadas no período de 12 horas até 13h30 é de 1,5, devemos:

• Ligar (tracejado vermelho) o eixo x até a curva de desintegração, partindo da marca entre 1 e 2 meias-vidas;

• Realizar um tracejado na horizontal, partindo da curva de desintegração em direção ao eixo y (porcentagem de material ainda restante):

O resultado do tracejado está entre 30 e 40, exatamente na marca de 35%.

(ENEM/2012) A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser um material radioativo e quais os efeitos, consequências e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de decisões equivocadas, como a apresentada no exemplo a seguir. “Uma companhia aérea negou-se a transportar material médico por este portar um certificado de esterilização por irradiação.” Física na Escola, v.8,n.2. 2007 (adaptado). A decisão tomada pela companhia é equivocada, pois:

a) o material é incapaz de acumular radiação, não se tornando radioativo por ter sido irradiado.

b) A utilização de uma embalagem é suficiente para bloquear a radiação emitida pelo material.

c) a contaminação radioativa do material não se prolifera da mesma forma que as infecções por micro-organismos.

d) o material irradiado emite radiação de intensidade abaixo daquela que ofereceria risco à saúde.

e) o intervalo de tempo após a esterilização é suficiente para que o material não emita mais radiação.

Resolução: A resposta desse exercício é a letra a) porque a radiação é utilizada com o objetivo de eliminar os micro-organismos do material. O material irradiado não apresenta a capacidade de armazenar a radiação, não se tornando, portanto, radioativo.

Aproveite para conferir nossa videoaula relacionada ao assunto: