Radiação ionizante natural (parte1)

De uma forma de geral, associa - se a doença câncer à radiação ionizante. E essa radiação ionizante está associada à  procedimentos realizados em ambientes hospitalares, tais como radiografias, tomografias, radioterapias, medicina nuclear, dentre outros.

Mas talvez o que poucos sabem, é que essa radiação ionizante se apresenta de forma natural na natuteza; obviamente em menor intensidade do que as usada no ambiente hospitalar.

Mas antes de entrarmos nessa discussão, façamos uma breve recapitulação do que vem a ser radiação ionizante: radiação ionizante é aquela com energia  suficiente para ejetar um elétron da eletrosfera de seu átomo. Surge, então, uma configuração eletrônica de modo que a carga líquida da átomo seja positiva  (considerando o átomo neutro ). Por exemplo,  o átomo mais simples na natureza, é o hidrogênio. Ele possui um elétron e um próton. Sua carga líquida é zero, pois o elétron negativo mais o próton positivo resulta em zero.

Agora,  se uma radiação incide nesse elétron e o ejeta,  a carga líquida agora será positiva. Dizemos então que o átomo está ionizado, com alto poder de reatividade, uma vez que tenderá buscar o equilíbrio novamente, adquirindo um novo elétron. Também podemos dizer que um par iônico foi criado ( elétron negativo que agora está livre mais o átomo positivo de hidrogênio).

Com isso em mente,  passemos as radiações ionizantes naturais.

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Até breve.

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Férmions e Bósons

 

 Nas aulas de química no ensino médio, aprendemos que um elétron é endereçado no átomo através de quatro parâmetros (ou números quânticos), a saber: Número quântico principal (n), número quântico secundário, ou azimutal (l), número quântico magnético (m) e o número quântico spin (s).

    Esses quatro números juntos, são o "endereço" do elétron no átomo. E nenhum elétron pode ter o mesmo endereço; são solitários. Em 1925, Wolgang Pauli formulou o que ficou conhecido como "princípio da exclusão de Pauli", que enuncia a impossibilidade de dois elétron ocuparem o mesmo lugar em um orbital (ou terem os quatro números quânticos iguais). Lembrando que na mecânica quântica, o elétron se comporta como onda e partícula (princípio da dualidade), e chamamos de orbital, a região no espaço ao redor do núcleo atômico onde é máxima a probabilidade de encontrá-lo. 

    Resumidamente, n está associado ao nível de energia do elétron no átomo (camada k,l,m..); l à forma do orbital na qual o elétron pode se encontrar (são as subcamadas ou subníveis de energia); m diz respeito à orientação do orbital e s à orientação do momento magnético do elétron (para cima, para baixo).

    Pelo fato de ser impossível "estarem" em dois lugares ao mesmo tempo, e terem spin (s) -1/2 ou +1/2 (orientação para baixo e para cima, respectivamente), os elétrons são chamados de férmions. Podemos definir também os férmions como aquelas partículas que possuem spin semi-inteiro e obedecem ao princípio de exclusão de Pauli. Outras partículas que são férmions: quarks, pósitrons, múon, tal, etc.

   Existem partículas que podem estar em dois lugares ao mesmo tempo (podem possuir os quatro números quânticos iguais). São os chamados bósons (fótons, glúon, bóson W e bóson Z, etc.). Essas partículas possuem spin inteiro e não obedecem ao princípio de exclusão de Pauli. Isso quer dizer que dois bósons podem ocupar o mesmo lugar no orbital (podem ter os  quatro números quânticos iguais). Um exemplo ocorre no chamada condensado de Bose-Eisntein, onde um gás de bósons é resfriados a uma temperatura próximo a do zero absoluto (-273,15 C°). Nessa condição, essas partículas ocupariam estados muito baixos de energia conjuntamente, originando uma nova forma de matéria. Fenômenos de super fluidez são explicados por esse condensado.

   Por fim, na natureza ou temos bósons ou temos férmions. E graças às interações a nível microscópico dessas partículas, podemos vivenciar o mundo macroscópico.

    Até a próxima!

Física moderna e atualdiade

   

   Podemos dizer que a física moderna se estabeleceu com as teorias da relatividade restrita e geral, de Albert Einstein e da teoria quântica, iniciada por Max Planck, com a ideia de quantização da energia. O fato é que toda nossa tecnologia de hoje está ligada, de alguma forma, à física moderna. 

     Por exemplo, na determinação de uma posição via Global Positioning System (GPS), ou sistema de posicionamento global, correções relativísticas devem ser incorporadas para que tenhamos uma precisão da ordem de metros; por outro lado, a evolução computacional está caminhando cada vez mais rápida para a era da computação quântica. 

      Graças à física moderna, conhecemos hoje o comportamento dual da matéria, isto é, uma onda pode se comportar como partícula e vice-versa. Isso explica, por exemplo, os efeitos fotoelétricos e Compton, fundamentais no estudo da interação radiação com a matéria. Também a descoberta por Wilhelm Roentgen dos raios x acelerou absurdamente a sobre vida de uma infinidade de pessoas, ao se diagnosticar doenças. A física moderna, assim como a física em geral, sempre estará entre nós!

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