Conceitos e Definições das Radiações

1.0 Para começar

Este capitulo tem como objetivo principal: aumentar a intimidade entre o leitor e o átomo, ator principal do palco da energia atômica e das radiações. Este texto também pretende apresentar as características fundamentais das radiações ionizantes. Desejamos que, ao final deste capítulo, o estudante seja capaz de conhecer a estrutura atômica e a evolução de seus modelos, entender o conceito de radiações, identificar os tipos de radiações ionizante, além de entender o decaimento de isótopo radioativo.

1.2 Átomo

Para prosseguir com nossa viagem, devemos nos familiariza sempre com a ideia da física das radiações, vamos recorrer à literatura... sim, à literatura!
O escritor norueguês Jostein Gaarder, classificado e premiado como autor de literatura para jovens, traz em suas obras a marca da formação em filosofia, ou seja, seus textos são sempre permeados de questões fundamentais para a compreensão da razão humana, ou ainda, para a compreensão do universo. Exemplificando cada caso podemos citar dois de seus livros: Através do espelho, no qual a trama gira em torno do  tema "morte" (uma das questões fundamentais que rodeiam a condição humana), e O mundo de Sofia: romance da história da filosofia, que aborda a evolução das ideias da filosofia: é justamente neste livro que nosso interesse esbarra.

Neste ponto você deve estar se perguntando: "o que me importa a literatura se estou interessado em estudar Física e, mais especificamente, a Física das Radiações?". Poderíamos reafirmar nossa crença de que "Física também é cultural", ou ainda disserta a favor da ideia de que todo conhecimento é complexo e interligado com outros saberes, Porém, preferimos mostrar a conexão mais diretamente dessa vez.
A palavra física vem do grego antigo,  φύσις (physis, ou seja, "natureza"), e o antepassado imediato desse conhecimento é a filosofia natural. Logo, nada mais coerente do que buscar o diálogo com a obra de um filósofo para organizar nossa ideias.
Retomando nosso caminho, voltemos ao livro O mundo de Sofia, no qual um misterioso correspondente enviar postais para uma garotinha de 14 anos, levando-a a se perguntar quem ela é, de onde vem o mundo etc. O quarto capítulo deste livro é dedicado à Demócrito (filósofo grego que propôs o conceito de átomo) e, nele, uma pergunta mais que intrigante é enviada à personagem principal: Por que é que as peças do Lego são o mais geniais do mundo?"

Pense nesta perguntra por um instante, antes de prosseguir...

É possível que você tenha considerado o fato de que Lego nos permite montar diversos brinquedos diferentes, utilizado as mesma peças fundamentais. Essa é a graça do Lego, e é isso que o aproxima da Física, mais especificamente, do atomismo.

Nossa analogia não ficou clara? Então, vamos fazer uma rápida viagem do macro ao microuniverso, entendendo a importância do átomo e sua analogia com as peças de Lego. Primeiramente, pensaremos de modo simplificado sobre as partes constituintes do mundo inanimado. Trocado em miúdos, nossa viagem terá ponto de partida no universo e ponto de chegada  no reino mineral terrestre. Depois, faremos o mesmo com o universo animado, ou seja, sairemos novamente do universo e chegaremos ao indivíduo vivo de qualquer espécie.

No primeiro caso, da matéria inanimada (sem vida), fazendo um recorde específico daquilo que queremos destacar, podemos fazer a seguinte organização:

• o universo é formado por galáxias;
• as galáxias são formadas por sistema estelares;
• os sistemas estelares são formados por estrelas e seus órbes (planetas, satélites e asteroides);
• os planetas são formados por seus sistemas inorgânicos;
• os sistemas inorgânicos são formados pelo reino mineral;
• o reino mineral é formado por grupos rochosos (cordilheiras, mares de morros etc.);
• os grupos rochosos são formados por rochas;
• as rochas são formadas por minerais;
• os minerais são formados por elementos químicos;
• os elementos químicos são formados por moléculas;
• e as moléculas, por sua vez, são formados por átomos.

No segundo caso, da matéria animada (com vida), fazendo também um recorte específico daquilo que queremos destacar, podemos novamente organizar as coisas da seguinte maneira:

• O universo é formado por galáxias;
• as galáxias são formadas por sistemas estelares;
• Sistemas estelares são formados de estrelas e seus órbes (planetas, satélites e asteroides);
• os planetas são formados por seus sistemas orgânicos: fauna e flora (organizados em coletivos, colônias ou sociedade);
• as colônias (ou sociedade) são formadas por indivíduos (seres vivos: plantas ou animais);
• os indivíduos são formados por sistemas orgânicos
• os sistemas orgânicos são formados por órgãos;
• os órgãos são formados por tecidos;
• os tecidos são formados por células;
• as células são formadas por moléculas;
• e as moléculas, por sua vez, são formadas por átomos.

Dessa forma, pode-se perceber que não importa o prisma pelo qual observamos o universo. Se nossa intenção for procurar os elementos fundamentais que constituem o mesmo, sempre chegaremos ao átomo. Em outras palavras, seja a matérias animadas ou não, o átomo é a peça fundamental que constitui qualquer material ou matéria. O átomo pode, então, ser comparado as peças do Lego; com as mesmas peças fundamentais é possível criar coisas diferentes, ou seja, é possível combinar os mesmo átomo disponíveis no universo de modo a obtermos qualquer material conhecido.

Tema em foco
Demócrito foi um filosofo grego nascido em Abdera (Trácia), Demokritos, significa “escolhido do povo”. Sua fama é vinculada ao fato de que ele foi o maior expoente da teoria da atômica, o atomismo. É provável que ele e seu mestre, Leucipo de Mileto, tenha sido os primeiros a propor a ideia de que tudo que existe é formado por pequenos elementos indivisíveis, chamado átomo. Do grego: “a”- negação, e “tomo” divisível. Logo, átomo = indivisível.

O fluxograma a seguir nos ajudará a organizar as ideia apresentadas.

Figura 2.3 - Fluxograma: do macro ao microuniverso.

Apesar de o nome não ter sido alterado, hoje sabemos que o átomo é divisível.

Sendo o átomo o ator principal deste tema de energia atômica e das radiações, nada mais justo que conhecer a evolução das ideias ao seu redor. E já, pensando nisso, vamos brevemente sobrevoar a evolução dos modelos atômicos.

O primeiro filosofo grego Tales de Mileto (640-546 a.C.) é o primeiro pensador de que é se tem ideia a se preocupar com o mundo microscópio, com a estrutura da matéria. Em sua época, defendia-se a ideia de que todas as coisas tinham uma origem comum, chamada arché. Para Tales, essa origem era a água.

Como poderia alguém supor que a origem comum de todas as coisas fosse a água? Ora, ele usava argumentos com base em observações, como: o que é quente precisa de umidade para subsistir; ao morrer, as coisas ressecam; e os próprios alimentos estão cheio de água.

Com foco em nossos estudos, é de se ressaltar que Tales foi considerado o primeiro a se preocupar com fenômenos elétricos. Ele observou tecelãs trabalhando com suas rocas, que tinham bombinhas feitas de âmbar, e percebeu que fiapos de tecidos e fios de cabelo eram atraídos para tais bobinas. Mais tarde, ele teria feito o experimento de atrita âmbar, uma resina orgânica de cor marrom-amarela, a pedaços de tecido, verificou que a tração dos fios e fiapos não ocorria por acaso. Os gregos chamavam o âmbar de elektron e, por isso, no século XVI, quando o inglês William Gilbert retomou o experimento de Tales, teve origem ao termo eletricidade.

Tema em foco.

São atribuídas a Tales façanhas como o calculo da distancia da um navio em alto mar e a costa terrestre; ou a altura da pirâmide de Queóps. Para tais cálculos, ele teria lançado mão da semelhança de triângulos. Também foi ele quem propôs o teorema que possibilitou o cálculo da somo dos ângulos internos de um triangulo, e também de qualquer polígono.

Caminhando ainda na Grécia antiga, os filósofos já citados: Leucipo e Demócrito afirmavam que o universo era formado por uma quantidade infinita de pequeníssimos elementos invisíveis e indivisíveis. E deveriam ser indivisíveis para que não se confundissem com o vazio. Tratava-se do átomo.
Saiba que havia outras ideias sobre a constituição da matéria, como a chamada “matéria primitiva”, defendida por Aristóteles (384-322 a.C). Para ele, tal matéria seria percebida somente quando tomasse a forma dos quatro elementos básicos, a saber: terra, fogo, água e ar. Embora este seja um tema muito interessante, não nos prenderemos a ela, pois vamos nos ater apenas ao estudo do átomo.
Foi no século XIX que o inglês John Dalton (1766-1844), ao estudar os resultados de experiências, tanto sua quanto de colegas, retomou as ideias de Leucipo e Demócrito, formulando três postulados:

1. A matéria é composta por átomos, pouquíssimas partículas individuais que mantêm suas individualidades nas transformações químicas, Ou seja, o átomo seria a parcela indivisível da matéria que ainda preserva suas características químicas.
2. Átomo idêntico formam um mesmo elemento químico, de mode que cada elemento é caracterizado pelo peso de seu átomo. Hoje, a tabela periodica nos permite observar que a massa atômica diferencia os elementos químicos.
3.  A união de diferentes átomos, em proporções simples e determinadas, dá origem aos compostos químicos, Eis uma das base do que atualmente chamamos de estequiometria.

Mas somente no final do século XIX, com a invensão da ampola de Crookes ( um tubo de raios catódicos), os estudos sobre o átomo puderam avançar. Tal aparato ganhou o nome de seu inventor, o inglês William  Crookes (1832-1919).

Figura 2.4 - Esquema de uma ampola de Crook (tubo de raios catódicos).

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