Física nuclear: características e usos

A Física Nuclear teve início no fim do século XX, a partir dos atos de seripendidade e da análise da relação dos fenômenos de fluorescência com a radiação X. O ato de seripendidade aconteceu em 1895 e ganhou esse nome por causa do príncipe Seripe.

A seripendidade baseia-se na descoberta de raios X, pelo alemão Wilhelm Roentgen. Já a análise da relação dos fenômenos de fluorescência com radiação X ocorreu em 1896 com o intuito de debater os raios X. Sugeriu-se então que, fossem realizados testes onde o objetivo era descobrir se materiais com a mesma propriedade dos tubos de raios X tinham a capacidade de emitir a mesma radiação que eles.

Primeiros experimentos

Partindo dessa ideia, Henri Becquerel, utilizou um sal e urânio para tal experiência. O primeiro passo, foi descobrir se esse sal possuía propriedades que o permitiam emitir a radiação X, já que se sabia que o composto era capaz de emitir luz fluorescente sob a ação da luz solar.

Becquerel deixou a amostra de sal de urânio em uma gaveta próximo a uma fotografia e, percebeu que mesmo sem estar a raios solares, a fotografia impressionou. A partir disso, Becquerel deduziu que existia uma nova radiação, característica do urânio, e que esta radiação precisava ser estudada tanto quanto a radiação X.

Atualmente, sabe-se que os raios X provinham dos elétrons do átomo e, os raios propostos por Becquerel provinham do interior do núcleo do átomo. Dessa forma, surgiu a pré-história da física nuclear. 15 anos depois começaram-se novos estudos sobre o núcleo do átomo. O casal Pierre e Marie Curie identificaram vários elementos químicos que emitiam radiações misteriosas, sendo que, a radioatividade natural estava presente nos elementos urânio, tólio, polônio e rádio.

Atualmente, sabe-se que, estes núcleos dão origem as series radioativas de elementos pesados, tendo ao final a presença do chumbo que é um dos elementos mais estáveis.

A área da física nuclear

A física nuclear é a área da física responsável pelo estudo das propriedades e das interações nucleares dos núcleos atômicos bem como os mecanismos básicos que regem as reações nucleares.

Partindo-se dessa definição, é possível classificar as forças que existem, sendo elas, a força gravitacional (possui relação direta de atração mútua entre corpos), força eletromagnética (responsável por dar origem aos fenômenos elétricos, as reações químicas e aos ímãs) e a força nuclear, que pode ser dividida em fraca (produz decaimento de emissão de um elétron ao núcleo) ou forte (mantém as partículas do núcleo unidas).

A força nuclear serve para manter duas partículas nucleares unidas, ou seja, para unir os prótons e os nêutrons do núcleo, mas nem todos os núcleos permanecem unidos, isso devido a radioatividade que alguns emitem.

Sabe-se que, nem todos os elementos químicos são radioativos, mas alguns deles são instáveis e capazes de emitir radiações. No entanto, existem alguns riscos consideráveis dessas emissões.

O maior problema da radiação formada a partir de partículas carregadas é que elas podem arrancar elétrons dos átomos que constituem o meio por onde passam. Com isso, quando o átomo perde elétrons, ele deixa de ser neutro e transforma-se num íon. No entanto, a radiação também possui alguns aspectos positivos. Se utilizada de forma controlada, ela pode ajudar no combate de doenças como o câncer, já que, pode ser utilizada na radioterapia.

Quais os usos da física nuclear?

Os elementos radioativos são muito utilizados, principalmente, nas usinas nucleares, já que o núcleo de determinados elementos sofre uma divisão conhecida como fissão nuclear. Um exemplo de elemento que sofre fissão é o urânio.

Nesse processo, o núcleo libera uma grande quantidade de energia (energia nuclear) que pode ser transformada em outras fontes de energia uteis ao ser humano. A energia nuclear também pode ser utilizada em bombas nucleares, que são as armas mais destrutivas que já foram inventadas pela humanidade.

Existe também o processo de fusão nuclear, onde vários prótons se fundem para formar um núcleo de hélio e liberar grandes quantidades de energia.

A física nuclear tem diversas aplicações, podendo citar entre as mais conhecidas: obtenção de energia elétrica, geração de energia nuclear, geração de tecnologia de armas nucleares, desenvolvimento de métodos na medicina nuclear e ressonâncias magnéticas, por exemplo.