Meia-vida dos elementos radioativos

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A meia-vida revela quanto tempo leva para uma amostra radioativa reduzir-se à metade
A meia-vida revela quanto tempo leva para uma amostra radioativa reduzir-se à metade

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por Jennifer

08 Dec 2014

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Os núcleos instáveis dos isótopos radioativos emitem partículas alfa (42α2+) e beta (0-1β), resultando em outros núcleos, também instáveis, que realizam emissões radioativas — processo que continua até que se produza um isótopo estável do chumbo (82206Pb). Esse conjunto de elementos é chamado de série radioativa. Veja um exemplo, a série do tório-232:


Série de desintegração radioativa do tório

Dessa forma, podemos afirmar que todos os elementos radioativos vão se desintegrando com o passar do tempo. Mas quanto tempo leva para que um isótopo radioativo desintegre-se completamente?

Para responder a questões como essa é que surgiu o conceito de meia-vida ou período de semidesintegração, geralmente simbolizado por P ou por . A meia-vida corresponde ao tempo necessário para que metade dos núcleos radioativos desintegre-se, ou seja, é o tempo que leva para uma amostra radioativa reduzir-se à metade.

Digamos, por exemplo, que temos uma amostra de 16 g de 1532P. Depois de 14 dias, a massa dessa amostra passou para 8 g (metade de 16). Assim sendo, a meia-vida desse isótopo radioativo é de 14 dias. Observe como isso ocorre a seguir:

16g   →   8g   →   4g   →   2g   →   1g   →   0,5g   →   0,25g → ….
        14 dias      14 dias     14 dias       14 dias      14 dias       14 dias        14 dias


Gráfico de curva de decaimento do fósforo-32

A meia-vida vale não só para a redução do número de mol do isótopo radioativo, mas também para o número de átomos. Além disso, esse período de semidesintegração varia para cada elemento, podendo ir desde frações de segundos até bilhões de anos. Veja alguns exemplos na tabela a seguir:

 


Tabela com a meia-vida de alguns radioisótopos

Visto que o decaimento radioativo é um processo que envolve apenas o núcleo atômico, a meia-vida não varia com a pressão ou com a temperatura e nem depende da quantidade inicial da amostra. Essa grandeza pode ser usada para determinar a idade de fósseis vegetais e animais, de rochas e até da Terra.

Isso é feito, por exemplo, por meio da datação com carbono-14. Esse isótopo radioativo está presente nos organismos e na Terra em uma concentração constante de 10 ppb, ou seja, em cada bilhão de átomos, existem 10 átomos de carbono-14. Os animais, pessoas e vegetais absorvem esse radioisótopo ao longo de suas vidas, parando de absorvê-lo somente quando morrem e esse radioisótopo começa a desintegrar-se. Visto que o período de meia-vida do carbono-14 é de 5730 anos, é possível medir a concentração de carbono-14 no fóssil e determinar a sua idade.

Por exemplo, digamos que um fóssil animal foi analisado e determinou-se que ele apresenta um teor de carbono-14 igual a 1,25 ppb. Esse valor corresponde a 12,5% do teor de carbono encontrado nos seres que estão vivos. Assim, desde que o animal morreu, o carbono-14 presente nele completou três meias-vidas, o que dá um total de 17 190 anos. Veja:

100%   →   50%   →   25%   →   12,5%
            5730 anos     5730 anos     5730 anos

                           ou

10 ppb   →   5 ppb   →   2,5 ppb   →   1,25 ppb
              5730 anos       5730 anos      5730 anos

5730 anos . 3 = 17 190 anos

Portanto, essa é a idade do fóssil! 


Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química

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por Jennifer

08 Dec 2014

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