24.4 Quais são as energias de radioatividade natural que ocorrem? Como elas diferem umas das outras?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são as energias típicas das radiações naturais (alfa, beta e gama) e como elas se diferenciam. Para responder, vamos usar conceitos de decaimento nuclear: identificação de partículas emitidas, distribuição de energia (discreto vs. contínuo) e faixas de energia usualmente observadas em decaimentos naturais.
Passo 2
Radiação alfa: são núcleos de hélio (
) emitidos por núcleos pesados. A energia de cada partícula alfa é praticamente fixa (discreta), pois vem de uma transição nuclear bem definida. Tipicamente
Passo 3
Radiação beta: são elétrons (
) ou pósitrons (
) emitidos em decaimentos
. Como há três corpos envolvidos (núcleo filho, partícula beta e antineutrino/neutrino), a energia da partícula beta fica distribuída num espectro contínuo. Os valores máximos (energia de corte) em emissores naturais variam em geral
sendo a energia média algo como metade desse valor.
Passo 4
Radiação gama: são fótons de alta energia liberados quando o núcleo filho cai de um estado excitado para um estado de menor energia. Essas transições são bem definidas, então os fótons têm energias discretas, que em núcleos naturais vão aproximadamente de
Passo 5
Comparando entre si:
- Emissor: partículas alfa (pesadas e duplamente carregadas), elétrons/pósitrons no beta (leves e carga unitária), fótons no gama (sem massa, sem carga).
- Espectro de energia: alfas e gamas têm linhas discretas; betas têm espectro contínuo.
- Faixa de energia: alfas são mais energéticas (
), betas ficam abaixo de , gamas variam de dezenas de keV a alguns MeV. - Penetração: alfas são as mais ionizantes e menos penetrantes; betas penetram mais; gamas têm maior poder de penetração.
Resposta
- Radiação alfa:
(discreto). - Radiação beta: contínuo até
(espectro contínuo). - Radiação gama: discreto, de
a alguns .
Diferenças principais: massa e carga da partícula, espectro de energia (discreto vs. contínuo) e penetração no material.