Partículas beta, ao atravessarem a matéria viva, colidem com uma pequena porcentagem de moléculas e deixam atrás de si um rastro aleatoriamente pontilhado de radicais livres e íons quimicamente ativos. Essas espécies podem romper ainda outras ligações moleculares, causando danos celulares.
HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).
A capacidade de gerar os efeitos descritos dá-se porque tal partícula é um:
A) elétron e, por possuir massa relativa desprezível, tem elevada energia cinética translacional.
B) nêutron e, por não possuir carga elétrica, tem alta capacidade de produzir reações nucleares.
C) núcleo do átomo de hélio (He) e, por possuir massa elevada, tem grande poder de penetração.
D) fóton e, por não possuir massa, tem grande facilidade de induzir a formação de radicais livres.
E) núcleo do átomo de hidrogênio (H) e, por possuir carga positiva, tem alta reatividade química.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
Física nuclear, Radioatividade, Interações da radiação com a matéria.
📝 Tema/Objetivo Geral:
Compreender a natureza das partículas beta e sua interação com a matéria viva.
📊 Nível da Questão:
Fácil — exige apenas o reconhecimento da identidade da partícula beta e suas propriedades físicas básicas.
🎯 Gabarito:
A) elétron e, por possuir massa relativa desprezível, tem elevada energia cinética translacional.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📄 O enunciado descreve como as partículas beta colidem com moléculas na matéria viva, produzindo radicais livres e íons, que causam danos celulares ao romper ligações moleculares.
📌 A pergunta quer saber por que a partícula beta é capaz de causar esses efeitos, com base em suas propriedades físicas.
📌 O que está sendo pedido?
Identificar a natureza da partícula beta e a característica que justifica seu alto poder de causar dano químico no tecido vivo.
🎯 Objetivo cristalino: Reconhecer que a partícula beta é um elétron com alta energia cinética, que interage quimicamente ao colidir com moléculas, gerando espécies reativas.
❓ Você lembra que partícula beta (β⁻) é equivalente a um elétron emitido por um núcleo instável?
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
☢️ Partícula beta (β⁻) é, na verdade, um elétron emitido por um núcleo atômico durante a desintegração beta.
⚛️ Como tem massa muito pequena e carga negativa, ela:
- Se move em altíssima velocidade (grande energia cinética translacional);
- Interage fortemente com moléculas da matéria, principalmente moléculas biológicas;
- Gera radicais livres e íons ao quebrar ligações moleculares.
💥 Essa interação pode danificar proteínas, lipídios, DNA, etc.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📄 O texto indica que a partícula:
- Colide com moléculas,
- Deixa um rastro de radicais livres e íons,
- Causa danos celulares.
🧠 Tudo isso é compatível com um elétron altamente energético, que interage com a matéria ao atravessá-la — exatamente o comportamento de uma partícula beta.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📌 Sem cálculos aqui — apenas raciocínio físico.
✔ A partícula beta é um elétron com alta velocidade.
✔ Como a massa é pequena, mesmo pequenas quantidades de energia causam grande aceleração.
✔ Isso permite que a partícula colida facilmente com outras moléculas e transfira energia suficiente para ionizá-las, rompendo ligações químicas.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
A) elétron e, por possuir massa relativa desprezível, tem elevada energia cinética translacional.
✅ Correta. A descrição corresponde exatamente à partícula beta.
B) nêutron e, por não possuir carga elétrica, tem alta capacidade de produzir reações nucleares.
❌ Nêutrons são neutros, não ionizam diretamente, e seu efeito é mais nuclear do que químico.
C) núcleo do átomo de hélio (He) e, por possuir massa elevada, tem grande poder de penetração.
❌ Isso descreve a partícula alfa, que não tem grande poder de penetração — é, na verdade, muito menor do que o da beta.
D) fóton e, por não possuir massa, tem grande facilidade de induzir a formação de radicais livres.
❌ Fóton é radiação gama, que interage menos com a matéria que partículas carregadas como o elétron.
E) núcleo do átomo de hidrogênio (H) e, por possuir carga positiva, tem alta reatividade química.
❌ Isso se refere ao próton, que não é o mesmo que uma partícula beta.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
✅ A partícula beta é um elétron emitido por um núcleo instável, com alta energia cinética, capaz de interagir com a matéria, ionizá-la e gerar radicais livres, resultando em danos celulares.
🔍 Resumo Final:
A elevada capacidade de causar danos celulares das partículas beta deve-se ao fato de serem elétrons velozes, com alto poder de interação com a matéria viva.
Alternativa correta: A.
