A Física Nuclear se desenvolveu a partir dos
novos conhecimentos e interpretações trazidas pela Física Quântica. Com isso
foi possível compreender melhor a estrutura da matéria , a sua interação com a
radiação e a produção de energia. Antes de discorrermos sobre as radiações ,
vamos retomar alguns conhecimentos sobre a constituição da matéria . Sabemos
que os materiais são constituídos por determinado número de átomos que se
caracterizam , entre outras coisas , pela carga elétrica do seu núcleo . O
núcleo do átomo é constituído de prótons (com carga elétrica positiva) e nêutrons (sem carga elétrica). O número de
prótons , que caracteriza cada átomo , é usualmente representado pela letra Z e
é denominado número atômico. A respeito da massa do átomo , verifica-se que em
seu núcleo se concentra a maior parte da
massa atômica . O próton tem massa de repouso da ordem de 1,67 x 10 (-27)g,
ligeiramente menor que a do nêutron. Sabemos que os prótons têm cargas
elétricas de mesma natureza e , portanto, se repelem devido à força
eletrostática. Tal situação provocaria o afastamento dessas partículas ,
tornando o modelo instável se não houvesse uma segunda força atuando sobre
essas cargas . Assim, faz-se necessário , para a integridade do núcleo , um
tipo de força responsável pela coesão nuclear. Conhecida como força nuclear
forte , sua intensidade é muito superior à das forças eletromagnética ou
gravitacional , porém é de curtíssimo alcance. Seus efeitos são importantes
quando os prótons e os nêutrons estão praticamente "encostados" ,
distantes cerca de 10 (-13) cm. A força nuclear é responsável também por manter
os quarks unidos, partículas elementares que formam os prótons e os
nêutrons. Segundo o Modelo Padrão , que
descreve os fenômenos que ocorrem nos núcleos atômicos , existem seis tipos de
quarks na natureza , sendo os dois mais comuns , quark u (up) e o quark d (down) , os
constituintes dos prótons e dos nêutrons. Existe ainda uma segunda força que
atua no interior dos núcleos , a força nuclear fraca . A força fraca é necessária
para a correta descrição da estabilidade nuclear e de alguns fenômenos , como a
radioatividade e o decaimento . Em essência ele é responsável por um processo
radioativo , a transformação de um
núcleo atômico em outro , em que um nêutron se transforma em um prótons , um
elétrons e um neutrino. Essas forças de coesão estão diretamente relacionadas
às radiações nucleares. Devemos entender a expressão radiações nucleares como a
energia emitida pelo núcleo do átomo. Alguns exemplos dessas radiações são :
radiação alfa ; radiação beta ; radiação gama .
Vamos destacar aqui que a liberação da energia do núcleo ocorre por meio
de dois processos , decaimento nuclear e a fissão nuclear. Além desses, também
é relevante o processo de fusão nuclear , que acontece , por exemplo, no
interior de estrelas , onde núcleos mais leves se fundem formando um núcleo
maior (de maior número atômico) , com liberação de energia.
