{"id":22071,"date":"2020-07-24T10:00:29","date_gmt":"2020-07-24T10:00:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-alpha-decay-alpha-radioactivity-definicao\/"},"modified":"2020-07-24T10:00:29","modified_gmt":"2020-07-24T10:00:29","slug":"o-que-e-alpha-decay-alpha-radioactivity-definicao","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-alpha-decay-alpha-radioactivity-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 Alpha Decay – Alpha Radioactivity – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Decaimento alfa ou decaimento \u03b1 representa a desintegra\u00e7\u00e3o de um n\u00facleo pai para uma filha atrav\u00e9s da emiss\u00e3o do n\u00facleo de um \u00e1tomo de h\u00e9lio.\u00a0Decaimento alfa \u00e9 um processo de tunelamento qu\u00e2ntico.\u00a0Para ser emitida, a part\u00edcula alfa deve penetrar em uma barreira potencial.\u00a0Dosimetria de Radia\u00e7\u00e3o<\/div>\n<\/div>\n
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Decaimento alfa<\/strong>\u00a0\u00a0(ou\u00a0decaimento\u00a0<\/strong>\u03b1<\/strong>\u00a0e tamb\u00e9m\u00a0radioatividade alfa<\/strong>\u00a0) representa a desintegra\u00e7\u00e3o de um\u00a0n\u00facleo parental<\/a>\u00a0para uma filha atrav\u00e9s da emiss\u00e3o do n\u00facleo de um \u00e1tomo de h\u00e9lio.\u00a0Essa transi\u00e7\u00e3o pode ser caracterizada como:<\/p>\n

\"Decaimento<\/a><\/p>\n

Como pode ser visto na figura, a part\u00edcula alfa \u00e9 emitida em decaimento alfa.\u00a0Part\u00edculas alfa<\/strong><\/a>\u00a0s\u00e3o\u00a0n\u00facleos<\/strong>\u00a0energ\u00e9ticos\u00a0de h\u00e9lio<\/strong>\u00a0.\u00a0As part\u00edculas alfa consistem em dois\u00a0pr\u00f3tons<\/a>\u00a0e dois\u00a0n\u00eautrons<\/a>\u00a0unidos em uma part\u00edcula id\u00eantica a um n\u00facleo de h\u00e9lio.\u00a0As part\u00edculas alfa s\u00e3o relativamente grandes e carregam uma carga positiva dupla.\u00a0Eles\u00a0n\u00e3o<\/strong>\u00a0s\u00e3o\u00a0muito penetrantes<\/strong>\u00a0e um peda\u00e7o de papel pode det\u00ea-los.\u00a0Eles viajam apenas alguns cent\u00edmetros, mas depositam todas as suas energias por seus caminhos curtos.<\/p>\n

\"Deteriora\u00e7\u00e3o<\/a>Na pr\u00e1tica, esse modo de decaimento s\u00f3 foi observado em nucl\u00eddeos consideravelmente mais pesados \u200b\u200bque o n\u00edquel, com os emissores alfa mais leves conhecidos sendo os is\u00f3topos mais leves (n\u00fameros de massa 106\u2013110) de tel\u00fario (elemento 52).\u00a0Nos\u00a0reatores nucleares, o<\/a>\u00a0decaimento alfa ocorre, por exemplo, no\u00a0combust\u00edvel<\/a>\u00a0(decaimento alfa de n\u00facleos pesados).\u00a0As part\u00edculas alfa s\u00e3o comumente emitidas por todos os\u00a0n\u00facleos\u00a0radioativos<\/a>\u00a0pesados \u200b\u200bque ocorrem na natureza (\u00a0ur\u00e2nio<\/a>\u00a0, t\u00f3rio ou r\u00e1dio), bem como pelos elementos transur\u00e2nicos (nept\u00fanio, plut\u00f4nio ou amer\u00edcio).<\/p>\n

Teoria do Decaimento Alfa – Tunelamento Qu\u00e2ntico<\/h2>\n

Entre a variedade de canais em que um n\u00facleo decai, o decaimento alfa tem sido um dos mais estudados.\u00a0O canal de decaimento alfa nos n\u00facleos pesados \u200b\u200be super pesados \u200b\u200bforneceu informa\u00e7\u00f5es sobre as propriedades fundamentais dos n\u00facleos distantes da estabilidade, como suas energias no estado fundamental e a estrutura de seus n\u00edveis nucleares.<\/p>\n

Decaimento alfa \u00e9 um processo de tunelamento qu\u00e2ntico<\/strong>\u00a0.\u00a0Para ser emitida, a\u00a0part\u00edcula alfa<\/a>\u00a0deve penetrar em uma barreira potencial.\u00a0Isso \u00e9 semelhante ao\u00a0decaimento de aglomerados<\/strong>\u00a0, no qual um n\u00facleo at\u00f4mico emite um pequeno \u201caglomerado\u201d de n\u00eautrons e pr\u00f3tons (por exemplo,\u00a012 \u00b0<\/sup>\u00a0C).<\/p>\n

A altura da\u00a0barreira de Coulomb<\/strong>\u00a0para os n\u00facleos de A \u00ab200 \u00e9 de cerca de\u00a020-25 MeV<\/strong>\u00a0.\u00a0As part\u00edculas alfa emitidas no decaimento nuclear t\u00eam energias t\u00edpicas de cerca de 5 MeV.\u00a0Por um lado, uma part\u00edcula alfa de 5 MeV recebida \u00e9 espalhada de um n\u00facleo pesado e n\u00e3o pode penetrar na barreira de Coulomb e chegar suficientemente perto do n\u00facleo para interagir atrav\u00e9s da for\u00e7a forte.\u00a0Por outro lado, uma part\u00edcula alfa de 5 MeV ligada a um po\u00e7o de potencial nuclear \u00e9 capaz de encapsular a mesma barreira de Coulomb.<\/p>\n

\"decaimento<\/a>Em 1928,\u00a0George Gamow<\/strong>\u00a0(e independentemente por\u00a0Ronald Gurney<\/strong>\u00a0e\u00a0Edward Condon<\/strong>\u00a0) havia resolvido a teoria do\u00a0decaimento alfa<\/strong>\u00a0via\u00a0tunelamento qu\u00e2ntico<\/strong>.\u00a0Eles assumiram que a part\u00edcula alfa e o n\u00facleo filha existiam dentro do n\u00facleo pai antes de sua dissocia\u00e7\u00e3o, ou seja, o decaimento dos estados quasistacion\u00e1rios (QS).\u00a0Um estado quase-estacion\u00e1rio \u00e9 definido como um estado de vida longa que eventualmente se deteriora.\u00a0Inicialmente, o cluster alfa oscila no potencial do n\u00facleo filha, com o potencial de Coulomb impedindo sua separa\u00e7\u00e3o.\u00a0A part\u00edcula alfa est\u00e1 presa em um po\u00e7o potencial pelo n\u00facleo.\u00a0Classicamente, \u00e9 proibido escapar, mas, de acordo com os (ent\u00e3o) princ\u00edpios rec\u00e9m-descobertos da mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, h\u00e1 uma pequena (mas n\u00e3o nula) probabilidade de “tunelar” a barreira e aparecer do outro lado para escapar do n\u00facleo. .\u00a0Usando o mecanismo de tunelamento, Gamow, Condon e Gurney calcularam a penetrabilidade da part\u00edcula \u03b1 do tunelamento atrav\u00e9s da barreira de Coulomb,\u00a0encontrar a vida \u00fatil de alguns n\u00facleos emissores de \u03b1.\u00a0O principal sucesso desse modelo foi a reprodu\u00e7\u00e3o da lei semi-emp\u00edrica de Geiger-Nuttall, que expressa a vida \u00fatil dos emissores \u03b1 em termos de energia das part\u00edculas \u03b1 liberadas.\u00a0Deve-se notar que outras formas comuns de decaimento (por exemplo, decaimento beta) s\u00e3o governadas pela intera\u00e7\u00e3o entre a for\u00e7a nuclear e a for\u00e7a eletromagn\u00e9tica.<\/p>\n

Refer\u00eancia especial: WSC Williams.\u00a0F\u00edsica Nuclear e de Part\u00edculas.\u00a0Clarendon Press;\u00a01 edi\u00e7\u00e3o, 1991, ISBN: 978-0198520467.<\/p>\n

Lei Geiger-Nuttall<\/h2>\n

A lei de Geiger-Nuttall \u00e9 uma lei semi-emp\u00edrica que expressa a vida \u00fatil (meia-vida) do emissor alfa em termos de energia da part\u00edcula alfa liberada.\u00a0Em outras palavras, afirma que os is\u00f3topos de vida curta emitem mais part\u00edculas alfa energ\u00e9ticas do que as de vida longa.\u00a0Esta regra foi formulada por Hans Geiger e John Mitchell Nuttall em 1911 antes do desenvolvimento da formula\u00e7\u00e3o te\u00f3rica.\u00a0A lei Geiger-Nuttall pode ser matematicamente expressa como:<\/span><\/p>\n

\"Lei<\/a><\/p>\n

onde\u00a0<\/span>um<\/span><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>b<\/span><\/strong>\u00a0s\u00e3o constantes emp\u00edricas que s\u00e3o encontrados a partir de gr\u00e1ficos logar\u00edtmicas de dados experimentais.\u00a0R\u00a0<\/span>\u03b1<\/span><\/sub>\u00a0representa a faixa linear da part\u00edcula alfa, portanto \u00e9 uma medida direta da\u00a0<\/span>energia cin\u00e9tica<\/span><\/a>\u00a0da part\u00edcula alfa.\u00a0A largura da\u00a0<\/span>resson\u00e2ncia<\/span><\/a>\u00a0(\u0393) est\u00e1 geralmente relacionada ao tempo m\u00e9dio de vida (\u03c4) do n\u00facleo excitado pela rela\u00e7\u00e3o: \u0393 = \u210f \/ \u03c4<\/span><\/p>\n

Leis de Conserva\u00e7\u00e3o em Decaimento Alfa<\/span><\/h2>\n

Ao analisar\u00a0<\/span>as rea\u00e7\u00f5es nucleares<\/span><\/a>\u00a0, aplicamos as\u00a0<\/span>muitas\u00a0<\/span>leis de conserva\u00e7\u00e3o<\/span><\/a><\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span>As rea\u00e7\u00f5es nucleares<\/span><\/strong>\u00a0est\u00e3o sujeitas \u00e0s\u00a0<\/span>leis<\/span><\/strong>\u00a0cl\u00e1ssicas de\u00a0conserva\u00e7\u00e3o de carga, momento, momento angular e energia<\/strong>\u00a0(incluindo energias de repouso).\u00a0Leis de conserva\u00e7\u00e3o adicionais, n\u00e3o previstas pela f\u00edsica cl\u00e1ssica, s\u00e3o:<\/span><\/p>\n