O físico francês Henri Becquerel (1852-1908), já era familiarizado com os fenômenos de fluorescência e fosforescência, pelos seus próprios estudos e pelos realizados por seu pai, Edmond Becquerel (1820-1891). De acordo com Pierre (p. 10 à
15), ambos os eventos citados acima fazem parte de fenômenos químicos que ocorrem com a emissão de luz, nestes casos a luz ultravioleta, mais conhecida como luz negra (não visível ao olho humano), sendo assim, a fluorescência é a radiação emitida por uma substância enquanto exposta a uma fonte externa de radiação, durando apenas enquanto o objeto estiver recebendo-a. Isso porque este fenômeno é muito rápido. Naturalmente, alguns minerais, como a fluorita e algumas espécies animais e vegetais aquáticas, como a medusa fluorescente e a água viva, são exemplos de onde podemos encontrar a
fluorescência, além de sua aplicação em lâmpadas fluorescentes. Já na fosforescência, também há uma substância que emite radiação quando exposta a uma fonte externa de radiação, porém, esta ainda permanece emitindo radiação se a fonte for retirada, ou seja, materiais fosforescentes brilham no escuro. Alguns materiais tornam-se fosforescentes, devido a adição de algum material radiativo, que fornece radiação para o acontecimento do fenômeno. Desse modo, a fosforescência
pode durar muitos anos. As principais aplicações deste fenômeno são em equipamentos de segurança e sinalização de trânsito, interruptores de luz e mostradores de relógio. No dia 24 de fevereiro de 1896, Henri faz uma comunicação à Academia Francesa de Ciências e inicia enfatizando certos resultados obtidos por Charles Henri e Niewenglowski sobre alguns elementos químicos fosforescentes e suas propriedade radionizantes. Em seguida, ele relata sua experiência com o sulfato de potássio de urânio, na qual foi coberta uma chapa fotográfica com duas folhas de papel negro grosso, e colocado sobre o papel uma camada de substância fosforescente, expondo-as ao Sol durante várias horas. Após revelar a chapa fotográfica, Henri percebeu a silhueta da substância fosforescente em negro sobre o negativo, além desta maneira, o físico apresentou outra forma para realização e obtenção do mesmo resultado. Da experiência feita, concluiu que
a substância fosforescente utilizada emitia radiações que penetravam no papel que era opaco à luz. Após alguns dias Becquerel resolve repetir a experiência, e se surpreende ao perceber que as chapas fotográficas que haviam sido guardadas na mesma gaveta em conjunto com um cristal de urânio, apresentaram-se impressionadas, tão intensamente quanto estariam se sujeitas previamente à luz solar. Mesmo na ausência de luz, o urânio senbibilizou as chapas fotográficas, tanto os compostos puros de urânio quanto minérios que continham esse elemento mostravam claramente isso. Os resultados de Becquerel foram apresentados à Academia em uma reunião realizada no dia 2 de março. Sendo atribuído à Becquerel o mérito do descobrimento de um novo fenômeno na física, a radioatividade (espontânea), como seria chamada
15), ambos os eventos citados acima fazem parte de fenômenos químicos que ocorrem com a emissão de luz, nestes casos a luz ultravioleta, mais conhecida como luz negra (não visível ao olho humano), sendo assim, a fluorescência é a radiação emitida por uma substância enquanto exposta a uma fonte externa de radiação, durando apenas enquanto o objeto estiver recebendo-a. Isso porque este fenômeno é muito rápido. Naturalmente, alguns minerais, como a fluorita e algumas espécies animais e vegetais aquáticas, como a medusa fluorescente e a água viva, são exemplos de onde podemos encontrar a
fluorescência, além de sua aplicação em lâmpadas fluorescentes. Já na fosforescência, também há uma substância que emite radiação quando exposta a uma fonte externa de radiação, porém, esta ainda permanece emitindo radiação se a fonte for retirada, ou seja, materiais fosforescentes brilham no escuro. Alguns materiais tornam-se fosforescentes, devido a adição de algum material radiativo, que fornece radiação para o acontecimento do fenômeno. Desse modo, a fosforescência
pode durar muitos anos. As principais aplicações deste fenômeno são em equipamentos de segurança e sinalização de trânsito, interruptores de luz e mostradores de relógio. No dia 24 de fevereiro de 1896, Henri faz uma comunicação à Academia Francesa de Ciências e inicia enfatizando certos resultados obtidos por Charles Henri e Niewenglowski sobre alguns elementos químicos fosforescentes e suas propriedade radionizantes. Em seguida, ele relata sua experiência com o sulfato de potássio de urânio, na qual foi coberta uma chapa fotográfica com duas folhas de papel negro grosso, e colocado sobre o papel uma camada de substância fosforescente, expondo-as ao Sol durante várias horas. Após revelar a chapa fotográfica, Henri percebeu a silhueta da substância fosforescente em negro sobre o negativo, além desta maneira, o físico apresentou outra forma para realização e obtenção do mesmo resultado. Da experiência feita, concluiu que
a substância fosforescente utilizada emitia radiações que penetravam no papel que era opaco à luz. Após alguns dias Becquerel resolve repetir a experiência, e se surpreende ao perceber que as chapas fotográficas que haviam sido guardadas na mesma gaveta em conjunto com um cristal de urânio, apresentaram-se impressionadas, tão intensamente quanto estariam se sujeitas previamente à luz solar. Mesmo na ausência de luz, o urânio senbibilizou as chapas fotográficas, tanto os compostos puros de urânio quanto minérios que continham esse elemento mostravam claramente isso. Os resultados de Becquerel foram apresentados à Academia em uma reunião realizada no dia 2 de março. Sendo atribuído à Becquerel o mérito do descobrimento de um novo fenômeno na física, a radioatividade (espontânea), como seria chamada
posteriormente. Mais tarde, no artigo “Como Becquerel não descobriu a radioatividade”, Roberto Martins descreve evidências bastante convincentes para negar essa primazia à Becquerel. Porém, isto não diminuiu a contribuição científica de Becquerel no ainda incipiente campo das radiações. O Prêmio Nobel de 1903 é a prova mais evidente disso. Henri havia descoberto algo novo, mas os seus raios não eram um tipo de fosforescência ou fluorescência. O que seriam, então?
Marie (Sklodowska) Curie (1867-1934), nos fins de 1897 se propõe em investigar a natureza dos raios de Becquerel, em sua tese de doutorado. Trabalhando em conjunto com Pierre Curie (1859-1906), seu marido, desenvolvem vários estudos experimentais nos quais utiliza uma importante propriedade identificada por Becquerel: gases atravessados por raios de urânio eram capazes de conduzir eletricidade. Posteriormente examinou se os raios de Becquerel eram característicos em outros elementos químicos e se estes também eram capazes de emitir esse tipo de radiação. Com isso, mais tarde, descobriu que o Tório e seus compostos emitiam espontaneamente uma quantidade significativa daqueles raios, e proporcional à quantidade de Tório que possuíam. Como o casal Marie e Pierre Currie não conseguiram registrar atividades semelhantes em nenhuma outra substância química conhecida. Consideraram inadequados os termos “raios de urânio” ou “radiação de urânio”, passando a chamar o urânio e o tório de substâncias radioativas e (mais tarde) de radioatividade o fenômeno de emissão dos raios de Becquerel por esse tipo de elemento. Em seguida, o casal Marie e Pierre Curie verificou que todos os sais de urânio possuíam a mesma propriedade. Em 1898, eles extraíram e purificaram o urânio, do minério pechblenda (forma mineral marron-escura do óxido de urânio), U3O8, verificando que as impurezas eram quatrocentas vezes mais radioativas que o próprio urânio. Dessas impurezas isolaram dois elementos até então desconhecidos: o rádio e o polônio.
Marie (Sklodowska) Curie (1867-1934), nos fins de 1897 se propõe em investigar a natureza dos raios de Becquerel, em sua tese de doutorado. Trabalhando em conjunto com Pierre Curie (1859-1906), seu marido, desenvolvem vários estudos experimentais nos quais utiliza uma importante propriedade identificada por Becquerel: gases atravessados por raios de urânio eram capazes de conduzir eletricidade. Posteriormente examinou se os raios de Becquerel eram característicos em outros elementos químicos e se estes também eram capazes de emitir esse tipo de radiação. Com isso, mais tarde, descobriu que o Tório e seus compostos emitiam espontaneamente uma quantidade significativa daqueles raios, e proporcional à quantidade de Tório que possuíam. Como o casal Marie e Pierre Currie não conseguiram registrar atividades semelhantes em nenhuma outra substância química conhecida. Consideraram inadequados os termos “raios de urânio” ou “radiação de urânio”, passando a chamar o urânio e o tório de substâncias radioativas e (mais tarde) de radioatividade o fenômeno de emissão dos raios de Becquerel por esse tipo de elemento. Em seguida, o casal Marie e Pierre Curie verificou que todos os sais de urânio possuíam a mesma propriedade. Em 1898, eles extraíram e purificaram o urânio, do minério pechblenda (forma mineral marron-escura do óxido de urânio), U3O8, verificando que as impurezas eram quatrocentas vezes mais radioativas que o próprio urânio. Dessas impurezas isolaram dois elementos até então desconhecidos: o rádio e o polônio.
Em junho de 1903, Marie Curie apresenta sua tese de doutorado com os resultados de sua pesquisa. Para a banca examinadora, tratava-se da maior contribuição científica já feita em uma tese de doutorado. Marie e Pierre dividiram o Prêmio Nobel de Física com Henri Becquerel, em 1903. Um segundo Nobel, foi atribuído a Marie em 1911, em química, devido ao reconhecimento de seus trabalhos para o avanço da química, pela descoberta dos elementos rádio e polônio, pelo isolamento do primeiro (conseguido em 1911) e o estudo da natureza e dos compostos deste elemento. A descoberta da radioatividade e seus elementos radioativos não servem apenas para fabricação de bombas nucleares e produção de eletrecidade em usinas, mas possui também uma grande importância, e entre muitas utilidades, as mais conhecidas estão:
Na agricultura, onde frutas e legumes podem ser expostos à radiação sem prejuízo para a saúde do consumidor, para aumentar sua durabilidade. Pode ser usado também para forçar mutações genéticas em sementes, buscando produzir plantas com características melhoradas. Na indústria, em fábricas, por exemplo, a radiação é usada para medir a espessura e a densidade de materiais. Também pode-se alterar a cor de pedras preciosas, aumentando seu valor comercial. Os elementos radiativos também são utilizados em máquinas de esterilização de equipamentos médicos, matando microrganismos sem deixar resíduos. Além, da produção de membranas de hidrogel (usadas no tratamento de queimaduras) ela é fundamental na garantia da liga do material. E principalmente na medicina, na qual, além das radiografias, o tratamento contra o câncer através da radioterapia1, por exemplo, onde a radiação ionizante ataca, destruindo ou o impedindo a multiplicação das células cancerígenas.
1 Informações dispostas em NO COTIDIANO. Disponível em: <http://pt.shvoong.com/medicine-and-health/1805813-radioatividadecotidiano/
>
FONTES CONSULTADAS
PIERRE, Tatiana Dillenburg Sain’t. Reações Fotoquímicas. Disponível em: < http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de %20Leitura/conteudos/SL_reacoes_fotoquimicas.pdf >. Acesso em: 10 de jun de 2012.
PEDUZZI, Luiz O. Q. Do átomo grego ao átomo de Bohr - (pdf). Departamento de
Física Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis – SC, 2008.
Na agricultura, onde frutas e legumes podem ser expostos à radiação sem prejuízo para a saúde do consumidor, para aumentar sua durabilidade. Pode ser usado também para forçar mutações genéticas em sementes, buscando produzir plantas com características melhoradas. Na indústria, em fábricas, por exemplo, a radiação é usada para medir a espessura e a densidade de materiais. Também pode-se alterar a cor de pedras preciosas, aumentando seu valor comercial. Os elementos radiativos também são utilizados em máquinas de esterilização de equipamentos médicos, matando microrganismos sem deixar resíduos. Além, da produção de membranas de hidrogel (usadas no tratamento de queimaduras) ela é fundamental na garantia da liga do material. E principalmente na medicina, na qual, além das radiografias, o tratamento contra o câncer através da radioterapia1, por exemplo, onde a radiação ionizante ataca, destruindo ou o impedindo a multiplicação das células cancerígenas.
1 Informações dispostas em NO COTIDIANO. Disponível em: <http://pt.shvoong.com/medicine-and-health/1805813-radioatividadecotidiano/
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FONTES CONSULTADAS
PIERRE, Tatiana Dillenburg Sain’t. Reações Fotoquímicas. Disponível em: < http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de %20Leitura/conteudos/SL_reacoes_fotoquimicas.pdf >. Acesso em: 10 de jun de 2012.
PEDUZZI, Luiz O. Q. Do átomo grego ao átomo de Bohr - (pdf). Departamento de
Física Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis – SC, 2008.