Questão 101 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

A questão nos pede para identificar qual dos tipos de radiação listados possui o menor poder de penetração em tecidos humanos, considerando uma mesma intensidade.

Para resolver isso, precisamos entender o que determina o poder de penetração de uma radiação na matéria. Quando uma partícula ou onda radioativa viaja através de um meio (como o tecido humano), ela interage com os átomos desse meio. Cada interação faz com que a radiação perca um pouco de sua energia. Se a radiação interage muito e perde energia rapidamente, ela não consegue ir muito longe, ou seja, tem um baixo poder de penetração.

As duas principais características que aumentam a probabilidade de interação de uma radiação com a matéria são a massa e a carga elétrica:

• Massa: Partículas mais massivas têm maior probabilidade de colidir com as partículas do meio.
• Carga elétrica: Partículas carregadas interagem fortemente com os elétrons e núcleos dos átomos do meio através de forças eletromagnéticas, causando ionização e perdendo energia no processo.

Analisando a tabela fornecida no enunciado, podemos comparar as propriedades de cada tipo de radiação:

• Gama e Raios X: Não possuem massa ($0 \text{ u.m.a}$) nem carga ($0$). Por isso, interagem muito pouco com a matéria e possuem um altíssimo poder de penetração.
• Nêutrons: Possuem massa ($1 \text{ u.m.a}$), mas não têm carga ($0$). Eles também têm um alto poder de penetração, pois não sofrem interações eletromagnéticas.
• Elétrons (radiação beta): Possuem uma massa muito pequena ($\frac{1}{2000} \text{ u.m.a}$) e carga ($-1$). Eles interagem com a matéria e têm um poder de penetração moderado.
• Alfa: É formada por núcleos de hélio, possuindo a maior massa da tabela ($4 \text{ u.m.a}$) e a maior carga elétrica ($+2$).

Devido à sua grande massa e alta carga elétrica, a partícula alfa interage intensamente com a matéria logo que entra em contato com ela. Ela "arranca" elétrons dos átomos do tecido muito rapidamente, perdendo toda a sua energia em um trajeto muito curto. Por causa disso, a radiação alfa tem o menor poder de penetração entre as listadas, podendo ser bloqueada por uma simples folha de papel ou até mesmo pela camada de células mortas da nossa pele.

Logo, a radiação com o menor poder de penetração é a alfa.