O que é radiação ionizante?

A radiação ionizante é uma forma de energia emitida por elementos ou compostos químicos que possuem uma carga elétrica instável, que pode ser positiva ou negativa. As partículas carregadas eletricamente emitidas são conhecidas como partículas alfa, partículas beta ou raios gama, e cada tipo de radiação tem vários efeitos característicos. Alguns elementos pesados ​​da natureza produzem naturalmente esses efeitos, como urânio, tório e rádio, e a presença ou proximidade desses materiais em relação ao corpo humano pode ser prejudicial à saúde humana. Isso ocorre porque a radiação ionizante existe em um espectro de radiação em geral, onde é responsável por níveis muito mais altos de emissão de energia do que a radiação não ionizante, como a produzida pelas transmissões de ondas de rádio.

As formas de radiação não ionizante que são consideradas relativamente seguras com exposição controlada incluem ondas de luz visíveis, energia de microondas e luz infravermelha, como uma torradeira usada para aquecer o pão. Essas formas de radiação têm comprimentos de onda extremamente longos em comparação à radiação ionizante e perdem energia rapidamente com a distância ou podem ser facilmente refletidas na superfície. O perigo de exposição à radiação ionizante é em grande parte devido às ondas de alta frequência por que é transportada, que podem penetrar na maioria dos materiais em algum grau e alterar sua estrutura química, quebrando as ligações químicas normais.

Os tipos de radiação ionizante que ocorrem geralmente têm níveis variados de liberação de energia. Um processo típico de ionização para um átomo ou molécula libera 33 elétron-volts de energia para a área circundante, o que é suficiente para quebrar a maioria dos tipos de ligações químicas. Esse nível de liberação de energia é considerado especialmente importante porque é capaz de romper os laços entre os átomos de carbono nos quais todas as formas de vida na Terra se baseiam.

A emissão de partículas alfa, onde estão envolvidos dois prótons e dois nêutrons, é produzida por elementos radioativos como o rádon, o plutônio e o urânio. Elas são as maiores partículas de radiação ionizante em massa, e isso significa que elas não podem viajar muito antes de serem paradas por uma barreira. Eles não têm energia para penetrar nas camadas externas da pele humana, mas, se ingeridos pelo ar ou pela água, têm potencial para causar câncer.

A radiação de partículas beta é produzida a partir de partículas livres em um núcleo atômico que se assemelha a elétrons. Essas partículas têm muito menos massa que as partículas alfa e, portanto, podem viajar mais longe. Eles também são produzidos por elementos raros, como isótopos de estrôncio, césio e iodo. Os efeitos da radiação ionizante de partículas beta podem ser graves em grandes doses, levando à morte, e são um dos principais componentes das consequências radioativas das detonações de armas nucleares. Em pequenas quantidades, são úteis para tratamento de câncer e imagens médicas. Essas partículas também são úteis na pesquisa arqueológica, pois elementos instáveis ​​de carbono como o carbono-14 podem ser usados ​​para datar restos fósseis.

A radiação ionizante por raios gama é produzida por fótons gama que são frequentemente emitidos a partir de núcleos atômicos instáveis, juntamente com partículas beta. Embora sejam um tipo de fóton que transporta energia luminosa como a luz visível normal, um fóton gama possui 10.000 vezes mais energia do que um fóton de luz branca padrão. Essas emissões não têm massa como as partículas alfa e podem percorrer grandes distâncias antes de perder sua carga energética. Embora frequentemente classificados com raios-x, os raios gama são emitidos pelo núcleo atômico, enquanto os raios-x são emitidos por invólucros de elétrons ao redor de um átomo.

Os regulamentos de radiação ionizante limitam estritamente os níveis de exposição aos raios gama, embora ocorram naturalmente em níveis baixos e são produzidos pelo isótopo do potássio-40 encontrado no solo, na água e nos alimentos ricos no elemento potássio. Os usos industriais da radiação gama incluem a prática da radiografia para mapear rachaduras e vazios em peças soldadas e compósitos metálicos, como nas turbinas de motores a jato de alta velocidade para aeronaves. A radiação dos raios gama é considerada, de longe, a forma mais perigosa de radiação para os seres vivos em grandes doses, e foi postulado que, se um raio gama estrela a 8.000 anos-luz da Terra explodir, poderia destruir metade da A camada de ozônio da Terra, tornando a exposição à radiação ionizante do nosso próprio Sol muito mais prejudicial à saúde humana.