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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

O que são partículas beta?

O que é uma partícula beta?

O que são partículas beta?

Uma partícula beta (β) é um elétron que é disparado de um evento radioativo.

Pela lei dos Fajans, se um átomo emite uma partícula beta, sua carga elétrica aumenta em uma unidade positiva e o número de massa atômica não varia. Isso ocorre porque o número de massa ou massa representa apenas o número de prótons e nêutrons, que neste caso o número total não é afetado, pois um nêutron "perde" um elétron, mas se torna um próton, ou seja, , um nêutron se torna um próton e, portanto, o número total de massa atômica (prótons mais nêutrons) não varia.

A interação das partículas beta com a matéria geralmente tem um alcance de ação dez vezes maior e um poder ionizante igual a um décimo em comparação à interação das partículas alfa. Eles podem ser completamente bloqueados com alguns milímetros de alumínio.

No que diz respeito à saúde, as partículas beta penetram moderadamente no tecido vivo e podem causar mutações espontâneas no DNA.

Fontes beta podem ser usadas em terapia de radiação para matar células cancerígenas.

Definição de radiação beta

A radiação beta é uma forma de radiação ionizante emitida por certos tipos de núcleos radioativos.

Essa radiação assume a forma de partículas beta (β), partículas de alta energia, expelidas de um núcleo atômico em um processo conhecido como decaimento beta. Existem duas formas de decaimento beta, β - e β +, que emitem respectivamente um elétron ou um pósitron.

No decaimento β, um nêutron se torna um próton, um elétron e um antineutrino de elétrons (a antipartícula do neutrino).

No decaimento β + (observável em núcleos ricos em prótons), um próton interage com um antineutrino eletrônico para obter um nêutron e um pósitron (o decaimento direto de prótons no pósitron ainda não foi observado).

Devido à presença do neutrino, o átomo e a partícula beta normalmente não recuam em direções opostas. Essa observação parecia violar o princípio de conservação de energia e momento, mas, como tal, não parecia provável, Wolfgang Pauli postulou a existência de uma terceira partícula neutra cujo nome, neutrino, foi cunhado pelo italiano Edoardo. Amaldi, um colaborador próximo de Enrico Fermi, que por sua vez desenvolveu uma teoria do decaimento beta que ainda pode ser considerada válida dentro de um nível ótimo de aproximação. Esse declínio é mediado pela força nuclear fraca.

Propriedades das partículas beta

A energia das partículas beta é distribuída continuamente de zero a uma certa energia máxima, dependendo do isótopo em decomposição; essa energia máxima está na faixa de 2,5 keV (para rhenium-187) a dezenas de MeV (para núcleos de vida curta afastados da linha de estabilidade beta).

Os raios beta desviam-se da direção retilínea sob a influência de campos elétricos e magnéticos. A velocidade das partículas nos raios beta é próxima da velocidade da luz. Os raios beta são capazes de ionizar gases, causando reações químicas, luminescência, atuando em placas fotográficas; como ele fez durante os experimentos realizados por Antoine Henri Becquerel que o levaram à descoberta da radioatividade.

Deterioração beta

O decaimento beta β é um tipo de decaimento radioativo causado por uma interação fraca e pela mudança de carga nuclear em um sem alterar o número de massa. Nesse decaimento, o núcleo emite uma partícula beta (que pode ser um elétron ou pósitron), bem como uma partícula neutra com um giro de todo o meio (antineutrino eletrônico ou neutrino eletrônico).

Tradicionalmente, a deterioração beta inclui a deterioração de dois tipos:

  • o núcleo (ou nêutron) emite um elétron e um antineutrino - "beta menos desintegração" (β -).
  • O núcleo emite um pósitron e um neutrino - "beta mais decaimento" (β +).

Na decadência eletrônica, surge um antineutrino, na decadência dos pósitrons - neutrino. Isto é devido à lei fundamental de conservação da carga de leptões.

Além dos decaimentos β - e β +, os decaimentos beta também incluem a captura de elétrons, na qual o núcleo do átomo captura um elétron de sua camada de elétrons e emite um nêutron de elétrons. Os neutrinos (antineutrinos), ao contrário dos elétrons e pósitrons, interagem extremamente fracamente com a matéria e eliminam parte da energia de decomposição disponível.

Usos de partículas beta

No campo da energia nuclear, as partículas beta têm aplicações médicas. Essas partículas β podem ser usadas para tratar problemas de saúde como câncer nos olhos e ossos e também são usadas como marcadores. O estrôncio 90 é o material mais utilizado para produzir partículas beta.

As partículas beta também são usadas no controle de qualidade para testar a espessura de um elemento, como papel, que passa por um sistema de roletes. Parte da radiação beta é absorvida à medida que passa pelo produto. Se o produto for muito espesso ou fino, uma quantidade correspondentemente diferente de radiação será absorvida. Um programa de computador que monitora a qualidade do papel fabricado moverá os rolos para alterar a espessura do produto final.

Um dispositivo de iluminação chamado betalight contém trítio e fósforo. Quando o trítio se desintegra, emite partículas beta; eles atingem a partida, fazendo com que a partida emita fótons, como o tubo de raios catódicos de uma televisão. A iluminação não requer energia externa e continuará enquanto o trítio existir (e as correspondências não mudarem quimicamente); A quantidade de luz produzida diminuirá para metade do seu valor original em 12,32 anos, a meia-vida do trítio.

Referências

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Data de publicação: 8 de março de 2019
Última revisão: 31 de janeiro de 2020