O cientista neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) estudou a natureza das radiações por meio da observação de seu desvio em um campo magnético.
Observe na figura acima que ao submeter um feixe de radiações a um campo eletromagnético externo, Rutherford observou a existência de três tipos distintos de radiações: radiações alfa (α), beta (β) e gama (γ). Vejamos cada uma dessas radiações:
- Radiação alfa (α): visto que sofriam desvio no sentido do polo negativo do campo eletromagnético criado, isso indicava que se tratava de partículas com carga elétrica positiva e que possuíam massa. Hoje sabemos que a radiação alfa se trata na realidade de dois prótons e dois nêutrons (como o núcleo do átomo de hélio). Assim, é representada da seguinte forma: 24α2+.
Quando essa radiação é emitida pelo núcleo, o átomo perde quatro unidades em seu número de massa (A = prótons + nêutrons) e duas unidades em seu número atômico (Z = prótons), conforme o esquema genérico e o exemplo:
Seu poder de penetração é baixo (isto é, sua capacidade de atravessar materiais é pequena), sendo detido por uma camada de 7 cm de ar, ou por uma folha de papel ou chapa de alumínio de 0,06 mm. Portanto, essa radiação não é perigosa, sendo detida pela camada de células mortas da pele e podendo causar, no máximo, pequenas queimaduras.
- Radiação beta (β): no experimento demonstrado mais acima, as radiações beta se desviavam no sentido do polo positivo, sendo, portanto, partículas de carga negativa. Com o tempo, descobriu-se que a partícula beta é, na realidade, um elétron emitido quando um nêutron do núcleo do átomo se desintegra, originando esse elétron, um neutrino e um próton. O próton é o único que permanece no núcleo – assim, quando o átomo emite uma radiação beta, seu número de massa permanece constante, mas seu número atômico aumenta uma unidade:
Seu poder de penetração é médio, podendo ser detido por uma chapa de chumbo de 2 mm ou de alumínio de 1 cm. Penetra até 2 cm da pele e causa danos sérios.
- Radiação gama: é a única que não sofre desvios ao ser submetida a um campo eletromagnético. Isso significa que ela não é uma partícula, mas sim uma radiação eletromagnética sem carga e sem massa. Essa radiação é emitida na transmutação do núcleo, simultaneamente à emissão de partículas beta ou alfa. É representada pelo símbolo 00γ.
Por ser uma onda eletromagnética, a emissão das radiações gama não altera o número atômico e nem o número de massa do átomo; assim, não há equações para representar essa emissão.
É a que possui maior poder de penetração, podendo atravessar completamente o corpo e interagindo com as moléculas, gerando íons e radicais livres que prejudicam as células vivas e causam danos irreparáveis.
A seguir temos um esquema que mostra a comparação do poder de penetração dessas três radiações:
Aproveite para conferir nossa videoaula sobre o assunto: