Cinética radioativa

Denomina-se cinética radioativa o estudo da velocidade com que a desintegração radioativa ocorre, ou seja, o tempo que um grupo de átomos de certo isótopo leva para desintegrar por meio da emissão de radiações alfa e beta.

Por levar em consideração o tempo decorrido e a quantidade de átomos envolvidos, a cinética radioativa está diretamente relacionada com dados estatísticos para explicar o comportamento de uma amostra radioativa.

O estudo da cinética radioativa envolve algumas variáveis interessantes, as quais podemos acompanhar logo a seguir neste artigo.

Velocidade de desintegração (v)

A velocidade de desintegração é um dado matemático que indica a relação entre a variação da quantidade de átomos radioativos (∆n), em certo intervalo de tempo (∆t).

Na qual:

• Δn = n- n_o (n = número de átomos final e n_o = número de átomos inicial);

• Δt = t- t_o (t = tempo final e t_o = tempo inicial).

Vale ressaltar que, quando um átomo desintegra, ele emite radiação alfa e beta, por isso, à medida que o tempo passa, a quantidade de átomos que emite radiação será sempre menor, consequentemente, a variação ∆n será sempre negativa.

Constante radioativa (C)

De acordo com diversos estudos de radioatividade, a velocidade de desintegração (v) está diretamente relacionada à quantidade (n) de átomos de um material radioativo. Assim, sempre que relacionamos essas duas variáveis, o resultado é uma constante, denominada constante radioativa (C).

Como a velocidade de desintegração é a fração entre o número de átomos e a variação de tempo, podemos afirmar que a constante radioativa indica a fração de átomos de um determinado isótopo radioativo, em uma dada unidade de tempo.

Exemplo: constante radioativa do rádio é de     1     ano^-1
                                                                     1400

A constante do isótopo do rádio indica que, ao longo de um ano, apenas um átomo, dentre 1400 átomos, sofreu desintegração.

Intensidade radioativa (i)

É uma característica da cinética radioativa que está diretamente relacionada à quantidade de partículas alfa e beta emitidas por um isótopo radioativo durante certo tempo. Dessa forma, trata-se de uma propriedade diretamente relacionada à constante radioativa (C) e ao número de átomos (n) do isótopo radioativo.

Assim, quanto maior o número de átomos, maior será a massa da amostra radioativa, consequentemente, maior será a intensidade radioativa, isto é, maior será a quantidade de radiações alfa e beta emitidas.

Vida média (V_m)

É a propriedade cinética radioativa que indica o tempo necessário que os átomos de um certo isótopo radioativo levam para desintegrar-se. Isso significa que a vida média é o inverso da constante radioativa:

Observação: A vida média não especifica o tempo que um átomo do isótopo leva para desintegrar, e sim o tempo que um grande número de átomos leva para desintegrar-se.

Exemplo: constante radioativa do átomo X é     1    ano^-1
                                                                     3800

Isso quer dizer que a vida média será:

Assim, ao longo de 3800 anos, um grande número de átomos do isótopo X sofre desintegração.

Meia-vida (P)

É o tempo necessário para que a amostra radioativa perca metade da sua capacidade radioativa e, consequentemente, metade da sua massa. Portanto, nesse tempo, podemos afirmar que metade do número de átomos da amostra sofreu desintegração.

A fórmula comumente utilizada para determinar a meia-vida de uma amostra envolve o tempo (t) total ou parcial de desintegração e a quantidade de períodos (x) em que a amostra perdeu metade de sua massa:

Nos estudos relacionados à meia-vida, ainda podemos utilizar a seguinte expressão matemática:

Na qual:

• n = número de átomos após a meia-vida;

• n_o = número de átomos inicial;

• x = quantidade de meias-vidas.

Essas simbologias podem ser substituídas pela massa do material, pois o número de átomos está diretamente relacionado com a massa da matéria: