_Hinrichs_Kleinback

346 Energia e Meio Ambiente
As meias-vidas dos radioisótopos podem ser utilizadas na datação radiométrica de
materiais orgânicos e inorgânicos. A datação por carbono radioativo tem sido muito importante
na determinação de há quanto tempo uma fonte de amostras de material orgânico
morreu. O 14 C radioativo é produzido na atmosfera superior por reações nucleares
induzidas por raios gama de alta energia. Uma vez que este isótopo tem comportamento
químico idêntico ao do isótopo abundante, o carbono-12, ele é capaz de formar compostos
comuns como o dióxido de carbono. Na atmosfera, a razão de 14 C para 12 C em C0 2
é de
aproximadamente 1,3 X 10 - 1 2
para 1. A mesma razão existe nos organismos vivos, pois as
plantas utilizam o C0 2
durante a fotossíntese, e os animais, por sua vez, alimentam-se das
plantas. Quando um organismo morre, esta razão irá diminuir porque o 14 C decai por
emissão beta e sua fonte não é renovada, já que os processos biológicos cessaram. A meiavida
do 14 C é de 5.730 anos. Considerando que a razão 1 4 C/ 1 2 C tem permanecido constante
na atmosfera por milhares de anos, é possível estimar a idade de um material
orgânico medindo a sua atividade. Hoje em dia, você encontraria uma atividade de aproximadamente
15 desintegrações por minuto em um grama de material vivo. Uma amostra
de 1 g que tem 5.700 anos de idade teria uma atividade de 7,5 desintegrações/minuto. A
datação por carbono radioativo é considerada confiável até cerca de cinco meias-vidas, ou
25.000 anos.
A datação geológica de rochas deve utilizar radioisótopos com meias-vidas muito longas.
Uma vez que a atividade de tal fonte é muito baixa (lembre-se que a atividade é inversamente
proporcional à meia-vida), este tipo de datação é feito medindo-se a quantidade
do produto de decaimento (chamado de "filho") em relação ao radioisótopo original (o
"pai") presente na amostra. Já que a razão entre isótopo original e produto de decaimento
presentes na rocha é uma função do tempo, a idade da amostra pode ser determinada. Tais
medições têm que pressupor que a rocha é um "sistema fechado" — ou seja, nenhum dos
átomos originais ou do produto do decaimento foram adicionados ou retirados da rocha
durante a sua história. Conseqüentemente, as amostras devem estar livres da influência de
intempérie e de outras contaminações.
Um destes métodos de datação geológica utiliza potássio e argônio. O isótopo 40 K, encontrado
em muitos minerais, decai a 40 Ar pela captura de um elétron da camada mais
próxima do núcleo, e tem uma meia-vida de 1,2 X 10 10
anos. O argônio não é encontrado
inicialmente na rocha, pois é um gás inerte e não se liga quimicamente a outros átomos.
Medidas da razão entre 40 Ar e 4 0 K já determinaram a idade de rochas de até 4,7 bilhões de
anos. Outro método de datação utiliza a razão entre o nuclídeo pai rubídio-87 ( 87 Rb, =
5 X 10 10 anos) e o núcleo-filho estrôncio-87 ( 87 Sr).
F. Cola Nuclear, ou Energia de Interação Nuclear
Forte 6
Conhecemos hoje cerca de 115 elementos diferentes, dos quais 81 apresentam ao menos
um isótopo estável. Entre os 34 elementos restantes, alguns têm isótopos radioativos com
meias-vidas longas, os quais são encontrados na natureza, enquanto outros foram produzidos
artificialmente e têm meias-vidas muito curtas (por exemplo, alguns microssegundos).
A radioatividade de ocorrência natural limita-se principalmente aos núcleos mais
6 N.T.: No original: "Nuclear Glue, or Binding Energy". Em inglês, há distinção entre os termos binding e bonding.
No contexto atômico-molecular, o primeiro termo (binding) se refere a interações fracas entre átomos e
moléculas, ou à interação nuclear forte que mantém os núcleos unidos, apesar da força de repulsão elétrica
entre os prótons. O segundo termo (bonding) se refere à formação de ligações químicas, com o compartilhamento
ou a transferência de elétrons. Em português, infelizmente, não existe distinção entre os dois termos,
que normalmente são traduzidos por "ligação". Optamos aqui por utilizar a expressão correta da área:
interação nuclear forte.