Radioatividade e meia-vida
Alguns núcleos são instáveis e se desfazem sozinhos, emitindo radiação. Não dá para prever qual átomo decai — mas dá para prever, com precisão, quanto sobra depois de um tempo.
Por que um núcleo decai
O que é a radioatividade
No núcleo do átomo convivem prótons (que se repelem) e nêutrons. Quando esse equilíbrio falha, o núcleo fica instável e se reorganiza, emitindo radiação até virar um núcleo estável. Isso é a radioatividade.
Há três emissões principais, com poderes de penetração diferentes: alfa (α), beta (β) e gama (γ). A gama é a mais penetrante; a alfa, a que uma folha de papel já barra.
As três radiações
Simulador: meia-vida
Veja quanto sobra de uma amostra ao longo do tempo
N = N₀ · (1/2)^(t/T)
t/T = 11.460 / 5.730 = 2 meia(s)-vida(s)
Amostra restante
20 g
25% do original • 2 meia(s)-vida(s)Já decaiu
60 g
Meias-vidas passadas
2
A meia-vida (T) é o tempo para metade dos núcleos radioativos decaírem. A cada meia-vida, o que resta cai pela metade: 100% → 50% → 25% → 12,5%…. O decaimento é exponencial, não linear — nunca chega a zero de vez. Medindo a fração restante de carbono-14, os cientistas datam fósseis e objetos antigos.
O que observar
A cada meia-vida, o que resta cai pela metade: 100 → 50 → 25 → 12,5%. É exponencial.
Ponha o tempo igual à meia-vida e veja 50%; o dobro do tempo dá 25%, não 0%.
Com o carbono-14 (T = 5730 anos), a fração restante revela a idade de um fóssil.
A datação por carbono-14
O relógio dos fósseis
Seres vivos absorvem carbono-14 enquanto vivem. Quando morrem, param de repor esse carbono — e o que já existe começa a decair com meia-vida de 5730 anos.
Medindo quanto carbono-14 ainda resta, calcula-se há quanto tempo o organismo morreu. Metade restante ≈ 5730 anos; um quarto ≈ 11 460 anos. É assim que se data um fóssil ou uma múmia.
A tabela do carbono-14
Exemplos resolvidos
Meia-vida passo a passo
Uma meia-vida
Uma amostra de 200 g tem meia-vida de 8 anos. Quanto resta após 8 anos?
1 meia-vida → metade
200 ÷ 2
Várias meias-vidas
Da mesma amostra de 200 g (T = 8 anos), quanto resta após 24 anos?
24 / 8 = 3 meias-vidas
200 → 100 → 50 → 25
Datação por C-14
Um fóssil tem 25% do carbono-14 original. Qual sua idade? (T = 5730 anos)
25% = duas meias-vidas
2 × 5730
A fração que sobra
Após 4 meias-vidas, que fração da amostra ainda não decaiu?
(1/2)⁴ = 1/16
Erros que todo mundo comete
Cuidados com a meia-vida
⚠️ Achar que o decaimento é linear
Duas meias-vidas não zeram a amostra: sobram 25%. A cada T, o que resta cai pela metade, não some.
⚠️ Somar as meias-vidas erradas
Após 3 meias-vidas resta 1/8 (não 1/6). Multiplique por ½ a cada meia-vida.
⚠️ Confundir os tipos de radiação
Alfa penetra pouco; gama, muito. Poder de penetração e de ionização andam ao contrário.
Próximo subtópico
Relatividade
Do decaimento à massa que vira energia: E = mc² e o tempo que passa diferente.