Radioatividade: núcleos instáveis, meia-vida e dose

Alfa, beta, gama, fissão ou fusão: o ENEM cobra que você saiba qual é qual.

caiu 3× no ENEM · 2023 (2) · 2020aula de 2 minutos

Em 60 segundos

Um núcleo instável se estabiliza emitindo radiação: alfa (núcleo de hélio, para numa folha de papel), beta (elétron que sai do núcleo, para no alumínio) ou gama (onda eletromagnética, só chumbo ou concreto segura). Cada isótopo tem sua meia-vida: a cada $T_{1/2}$ , metade dos núcleos restantes decai. Não confunda decaimento (espontâneo) com fissão (um nêutron parte um núcleo pesado: bomba atômica, usina) e fusão (núcleos leves se juntam: Sol). A dose recebida, em sievert, é taxa × tempo.

$N = N_0\left(\tfrac{1}{2}\right)^{t/T_{1/2}}$

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Alfa: pouco penetrante; gama: onda, a mais penetrante
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A cada meia-vida sobra metade do que restava
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Fissão parte núcleo pesado (nêutron); fusão junta leves
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Bomba atômica e usina nuclear = fissão em cadeia
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Dose = taxa × tempo; 1 mSv = 1 000 μSv

Veja funcionando

Processo	O que acontece	Penetração / energia	Onde aparece
Decaimento alfa	núcleo emite 2 prótons + 2 nêutrons (He)	baixa: papel ou pele barram	detector de fumaça, urânio
Decaimento beta	núcleo emite um elétron	média: alumínio fino barra	datação por carbono-14
Emissão gama	núcleo emite onda eletromagnética	alta: só chumbo ou concreto	radioterapia, esterilização
Fissão	nêutron parte núcleo pesado (U-235)	enorme, com reação em cadeia	bomba atômica, usinas
Fusão	núcleos leves se juntam	enorme, exige milhões de °C	Sol, bomba de hidrogênio

As três radiações do decaimento e os dois processos que liberam energia nuclear. Gama não é partícula, e a bomba atômica é fissão, não fusão.

🎛️ Mexa na meia-vida e no tempo: depois de n meias-vidas sobra (1/2)^n do material, e a curva nunca zera.

🧪 Simulação

Meia-vida: quanto ainda está radioativo?

Escolha a meia-vida do material e o tempo decorrido e veja quanto ainda não decaiu. A cada meia-vida, a curva cai para a metade do que havia.

Meia-vida10 anosTempo decorrido30 anos

Meias-vidas passadas: 3
Ainda radioativo: 12,5 %
Já decaiu: 87,5 %

Decaimento exponencial: metade, um quarto, um oitavo... a curva nunca chega a zero.

Passaram 3 meias-vidas: restam 12,5% dos núcleos e 87,5% já decaíram. Cada meia-vida corta pela metade o que sobrou, não o total inicial.