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12 de dez. de 2013

Gênios da Química #32: Pierre Curie

Pierre Curie (Paris, 15 de maio de 1859 — Paris, 19 de abril de 1906) foi um físico francês, pioneiro no estudo da cristalografia, magnetismo, piezoelectricidade e radioactividade.
Recebeu o Nobel de Física de 1903, juntamente com a sua mulher Marie Curie, outra famosa física: "em reconhecimento pelos extraordinários serviços que ambos prestaram através da suas pesquisas conjuntas sobre os fenómenos da radiação descobertos pelo professor Henri Becquerel".
Pierre foi um dos fundadores da física moderna. Pierre não frequentou a escola primária nem a ginasial, foi educado em casa pelo seu pai, e nos primeiros anos da sua adolescência revelou uma forte aptidão para a matemática e a geometria. Aos 16 anos bacharelou-se em ciências e aos 18 anos já tinha obtido o equivalente a um grau superior, mas não seguiu imediatamente para o doutoramento por falta de dinheiro. Em vez disso, trabalhou como instrutor de laboratório.
Em 1880 Pierre e o seu irmão mais velho, Jacques Curie, demonstraram que se gerava um potencial eléctrico quando se comprimiam cristais, a piezoelectricidade, e esse comportamento foi utilizado mais tarde em toca disco (gira-discos) e alto-falante. Pouco depois, em 1881, eles demonstraram a existência do efeito inverso: que os cristais podiam ser deformados quando submetidos a um campo eléctrico. Quase todos os actuais circuitos electrónicos digitais recorrem a este fenómeno.
Antes dos seus famosos estudos de doutoramento sobre o magnetismo, ele concebeu e aperfeiçoou uma balança de torsão extremamente sensível para medir os coeficientes magnéticos. Os investigadores que o seguiram nesta área utilizaram regularmente uma qualquer variedade deste equipamento. Pierre Curie estudou o ferromagnetismo, o paramagnetismo, e o diamagnetismo para a sua tese de doutoramento, e descobriu o efeito da temperatura sobre o paramagnetismo que é atualmente conhecido por lei de Curie. A constante material da lei de Curie é conhecida como a constante de Curie. Também descobriu que as substâncias ferromagnéticas apresentam uma temperatura crítica de transição, acima da qual as substâncias perdem o seu comportamento ferromagnético. Esta temperatura é conhecida por ponto de Curie.
Pierre Curie enunciou em 1894 o "princípio universal de simetria": As simetrias presentes nas causas de um fenômeno físico também são encontrados nas suas consequências.
Pierre trabalhou com a sua mulher Marie Curie no isolamento do polónio e do rádio. Eles foram os primeiros a usar o termo 'radioactividade', e foram pioneiros no seu estudo. No seu trabalho, incluindo o conhecido trabalho de doutoramento de Marie, usaram um electrómetro piezoeléctrico de precisão construído por Pierre e pelo seu irmão Jacques.
Pierre Curie e um estudante seu foram os primeiros a descobrir a energia nuclear, ao identificarem a emissão contínua de calor das partículas do rádio. Ele também investigou as emissões de radiação das substâncias radioactivas, e conseguiu demonstrar, com o recurso a campos magnéticos, que as emissões apresentavam carga positiva, negativa ou eram neutras. Essas emissões correspondem às partículas alfa, beta e radiações gama.
O casal Curie autenticou a médium Eusapia Paladino, numa carta a Georges Gouy, datada de 24 de Julho de 1905, por sessões supervisionadas por eles próprios:
Foi muito interessante e, realmente os fenômenos que vimos pareciam inexplicáveis como truques, mesas com quatro pernas suspensas, movimentos de objetos até a certa distância, mãos que beliscam ou acariciam a pessoa, aparições luminosas. Tudo num local preparado por nós, com um pequeno número de espectadores, todos conhecidos nossos e sem qualquer possível cúmplice. O único truque possível é o que poderia resultar da extraordinária facilidade da médium como mágica. Mas, como explicar o fenômeno quando se está segurando as mãos e os pés dela e quando a luz é suficiente para se ver tudo que acontece?
O casal confirmou a genuinidade de Paladinho em outra carta, em 14 de abril de 1906, poucos dias antes de Pierre morrer, novamente a Georges Gouy:
Tivemos mais algumas sessões com a médium Palladino. O resultado é que esses fenômenos realmente existem e não é mais possível para mim duvidar disso. É improvável, mas existem, e é impossível negar isso, após as sessões que tivemos, em condições controladas. Uma espécie de membros fluidos destacam-se da médium (principalmente dos braços e das pernas…) e empurram com força os objetos. Esses membros fluidos se formam em geral sobre um pedaço de material negro… Mas algumas vezes eles pulam para o ar aberto. Não tenho dúvida que depois de algumas boas sessões, você se convencerá… Você, que tem uma intuição tão grande, com tanta frequência sobre os fenômenos, como explica esses deslocamentos de objetos de uma distância, como concebe que a coisa seja possível? Existe aqui, em minha opinião, todo um território de fatos inteiramente novos, e estados físicos no espaço, dos quais não temos qualquer idéia.
Esta informação consta no livro de Susan Quinn, chamado "Marie Curie, Uma Vida".
Pierre Curie morreu em 19 de abril de 1906, ao sair de um almoço na Associação de Professores da Faculdade de Ciências, em resultado de um acidente de viação quando atravessava a Rue Dauphine em Paris durante uma tempestade. A sua cabeça foi esmagada pela roda de uma carruagem, escapando a uma provável morte por envenenemento por radiações como a que veio a matar a sua mulher. Os restos mortais de Pierre e Marie foram depositados na cripta do Panthéon de Paris em Abril de 1995.
O curie (Ci) é uma unidade de radioactividade correspondente a 3.7 x 1010 desintegrações por segundo. O nome da unidade foi originalmente atribuído, em homenagem a Pierre Curie, pelo Congresso de Radiologia de 1910.
A filha de Pierre e Marie Curie, Irène Joliot-Curie e o seu genro, Frédéric Joliot, foram igualmente físicos destacados, que se dedicaram ao estudo da radioactividade.

16 de out. de 2013

Energia Nuclear Evita Efeito Estufa

É possível obter energia ecologicamente correta? Com todos os perigos oferecidos pelas Usinas Nucleares, uma coisa é certa, é a única fonte de energia que não está contribuindo para o efeito estufa. Daí cabe o ditado: “A maneira correta de usar é que gera os benefícios”, a radioatividade usada corretamente pode sim gerar benefícios.
Durante o processo de obtenção de energia nas Usinas Nucleares, não é gerado nenhum gás causador do efeito estufa, como, por exemplo, dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), Óxido nitroso (N2O), CFC´s (clorofluorcarbonetos).

Não estamos descartando os perigos oferecidos pela Energia Nuclear, o chamado lixo Nuclear (rejeitos no processo de obtenção da energia) constitui sim uma ameaça, mas se devidamente descartado, passa a não oferecer mais riscos.

Os cientistas envolvidos neste estudo têm como objetivo principal a conscientização sobre a ameaça das Usinas Termelétricas movidas a carvão mineral, segundo eles, essas são as grandes vilãs do aumento de agentes poluidores nos últimos anos.

O problema estaria resolvido se não existissem empecilhos, a Energia Nuclear é obtida a um alto custo, ou seja, custa caro e requer tempo prolongado para sua implantação. Faz-se necessária uma equipe treinada para o trabalho, com cuidados de segurança em todo o processo.

Mas se analisarmos como defensores do meio ambiente, todos estes inconvenientes não seriam somados. O alto investimento se justifica pela diminuição da taxa de poluentes, se todos pensassem assim, as Usinas Nucleares passariam a ser a única fonte de energia. 

31 de jan. de 2013

Emissões Radioativas Naturais

 

Existem três emissões radioativas principais que são emitidas pelos núcleos dos elementos radioativos naturais, que são: emissão alfa (α), beta (β) e gama (γ).
Ernest Rutherford realizou um experimento que ajudou na identificação dessas emissões. Ele trabalhou com um feixe de partículas radioativas que eram emitidas naturalmente por uma amostra de minério de urânio. Essa radiação foi colocada sob ação de um campo magnético e Rutherford observou que o feixe se dividia em três, como mostrado a seguir:
Experimento de Rutherford com emissões radioativas
1- Emissão alfa (α):
Um dos feixes era positivo, pois era atraído pelo polo negativo do campo magnético. Visto que sofreu ação do campo magnético, isso significava que se tratava de partículas, que Rutherford chamou de partículas alfa.
Hoje, sabemos que as partículas alfa são constituídas de dois prótons e dois nêutrons, igual ao núcleo do hélio. Como os prótons são positivos e os nêutrons não possuem carga elétrica, as partículas alfa possuem carga de +2, podendo ser representadas assim: 42α2+.
Assim, quando um elemento radioativo emite uma partícula alfa, ele se transforma em outro elemento com o número atômico (quantidade de prótons) menor em duas unidades (porque perdeu dois prótons) e com o número de massa (quantidade de prótons e nêutrons no núcleo) menor em quatro unidades.
Por exemplo, se o urânio-238 emitir uma partícula alfa, ele se transmuta no tecnécio-234:
92238U → 42α2+ + 90234Th
As emissões α são as que possuem menor poder de penetração e que consequentemente trazem menor dano aos seres vivos, pois elas não conseguem atravessar uma camada de ar de 7cm, uma folha de papel ou uma chapa de alumínio de 0,06 mm. Quando incidem diretamente sobre a pele, podem causar, no máximo, queimaduras, porque as células mortas da pele conseguem deter essas partículas.
2- Emissão beta (β) :
A segunda emissão observada por Rutherford foi a que ele chamou de beta e que ele também concluiu que eram partículas, só que dessa vez com carga negativa, porque sofriam desvio causado pelo campo magnético, sendo atraídas pelo polo positivo.
As partículas beta são, na realidade, semelhantes a elétrons, com massa desprezível e sendo representadas por 0-1β ou β-.
Seu poder de penetração é maior que o da emissão alfa, sendo médio. Essas partículas podem ser detidas por uma chapa de chumbo de 2 mm ou de alumínio de 1 cm, podem penetrar até 2 cm da pele e causar sérios danos.
3- Emissão gama (γ) :
O terceiro feixe observado por Rutherford não sofreu desvio pelo campo magnético, ele seguiu direto, o que significa que não eram partículas e que não tinha carga elétrica.
A emissão gama é na verdade uma onda eletromagnética de alta energia, sendo representada por 00γ.
Ela é a emissão que possui o maior poder de penetração das três e pode causar danos irreparáveis ao organismo humano, pois pode atravessá-lo. São detidas por placas de chumbo de 5 cm ou mais e por grossas paredes de concreto. 
        Poder de penetração das emissões radioativas naturais            

24 de jan. de 2013

A Radioatividade Presente no Nosso Cotidiano

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Quando falamos em energia nuclear, a primeira coisa que vem à nossa mente é algo como bombas atômicas ou armas nucleares. Muitas pessoas fazem a triste associação da radioatividade com apenas coisas negativas, mas a energia nuclear é mais do que isso. Conheça a seguir alguns pontos positivos da radioatividade em nossa vida:

Radiografia

O físico alemão Wilhelm C. Roentgen, no ano de 1895, descobriu uma nova forma de energia capaz de sensibilizar filmes fotográficos protegidos da ação da luz. Essa tecnologia foi batizada de Raios-X, e rapidamente transformou-se em ferramenta para diagnósticos na medicina.

O nome usual para essa tecnologia é radiografia. Quando uma pessoa é submetida à radiografia, é colocada entre o ponto de emissão da radiação e uma chapa fotográfica, ocorrendo uma exposição muito rápida à radiação.  A radiografia tem aplicações importantes na medicina, na indústria da construção mecânica e no estudo físico de metais e das ligas metálicas.

Radioterapia

A radioterapia é um método capaz de destruir células tumorais, empregando feixe de radiações ionizantes, tem capacidade de destruir células, por isso representa hoje uma importante arma no combate ao câncer. A radioterapia pode ser empregada com o objetivo de eliminar totalmente o câncer, visando à cura do paciente, ou para diminuir os sintomas da doença, evitando as possíveis complicações decorrentes da presença e crescimento do tumor.

Para alcançar esses objetivos, a radioterapia pode ser combinada à cirurgia e à quimioterapia, ou mesmo empregada como recurso isolado. Ela funciona do seguinte modo: uma dose pré-calculada de radiação é aplicada em um determinado tempo, a um volume de tecido que engloba o tumor. Essa técnica busca erradicar todas as células tumorais, com o menor dano possível às células normais circunvizinhas. A morte celular pode ocorrer então por variados mecanismos, desde a inativação de sistemas vitais para a célula até sua incapacidade de reprodução.

Esterilização de materiais

Tendo em vista que a radiação pode agredir microrganismos, são usadas também para esterilizar equipamentos médicos, alimentos e soros. O processo não deixa resíduos tóxicos, nem radioativos. Uma das vantagens da técnica é que a esterilização é feita sem aplicações de calor, que pode deteriorar os materiais.

Além dos tratamentos citados acima, há outras importantes utilizações da radioatividade.

 
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