Radioatividade 1 s

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Radioatividade 1 s

  1. 1. O QUE ESTAS IMAGENS TEM EM COMUM?
  2. 2. RADIOATIVIDADE Profa Luciane da Silveira Soares Agosto- 2011
  3. 3. 1895 – WILHEM ROENTGEN 1896 – ANTOINE BECQUEREL 1897 – CASAL CURIE 1902 - RUTHERFORD E SODDY
  4. 4. Descoberta da radiação Minério deixado sobre filme fotográfico dentro de uma gaveta Fontes - www.ngensis.com e www.ufpel.tche.br Roentgen Madame Curie Becquerel Exemplos de pesquisadores envolvidos com a descoberta da radiação Filme ao ser revelado
  5. 5. RADIOATIVIDADE <ul><li>É a propriedade apresentada por alguns elementos químicos – como o rádio e o urânio – de emitir partículas e ondas, transformando-se espontaneamente em outros elementos químicos mais leves. </li></ul>
  6. 6. Imagem original: www.aboutnuclear.org Adaptação: G.C.S. Átomo e seus componentes Próton Nêutron Elétron ( - ) ( + ) Modelo de um átomo genérico A energia nuclear mantém os prótons unidos no núcleo
  7. 7. Particularidade do nêutron Transformação do nêutron Nêutron Próton  -
  8. 8. Energia nuclear Próton Nêutron H Hidrogênio 1 próton He Helio 2 prótons Li Lítio 3 prótons U Urânio 92 prótons Energia de ligação dos prótons Energia nuclear
  9. 9. Fonte – Enciclopédia Ilustrada do Conhecimento – Reader ´ s Digest Tabela Periódica Numero atômico Símbolo químico Massa atômica Metais Não-metais Gases nobres Lantanídeos ( Terras raras) Actinídeos Elementos radioativos
  10. 10. Isótopos e radioisótopos Hidrogênio ( 1 H) Isótopos do Hidrogênio Próton Nêutron Elétron ISÓTOPOS Átomos com mesmo comportamento químico (Mesmo número de prótons ) Deutério ( 2 H) Átomo estável Trítio ( 3 H) - Átomo instável - Radioativo - Radioisótopo
  11. 11. INST Á VEIS (Radioativos) Excesso de energia Liberação do excesso de energia Instabilidade do núcleo de alguns átomos Tipos de radiações emitidas pelo núcleo EST Á VEIS α β Emissão de partículas Emissão de onda Eletromagnética (Gama )
  12. 12. EXPERIÊNCIA DE RUTHERFORD E SODDY
  13. 13. Fontes radioativas Barrando a radiação Arte – W.A.S Papel Alumínio Chumbo Concreto    n
  14. 14. PARTÍCULA ALFA ( α ) <ul><li>Z X A  2 α 4 + Z-2 Y A-4 </li></ul><ul><li>92 U 238  2 α 4 + 90 Th 234 </li></ul>
  15. 15. PARTÍCULA BETA ( β ) <ul><li>0 n 1  1 p 1 + -1 e 0 + 0 ν 0 </li></ul><ul><li>-1 e 0 = -1 β 0 </li></ul><ul><li>Z X A  -1 β 0 + Z+1 Y A </li></ul><ul><li>55 Cs 137  - 1 β 0 + 56 Ba 137 </li></ul>
  16. 16. RADIAÇÃO GAMA ( γ ) <ul><li>Não é feita de partículas com as emissões alfa e beta; </li></ul><ul><li>raio X  comprimento de onda entre 10 -10 e 10 -8 m </li></ul><ul><li>raio γ  comprimento de onda abaixo de 10 -11 m </li></ul><ul><li>A emissão gama costuma ocorrer simultaneamente com as emissões alfa e beta. </li></ul>
  17. 17. Animação: W. Jr. E G.C.S. Meia-vida de um elemento radioativo Tempo Atividade T 1/2 T 1/2 T 1/2 Tempo necessário para que a atividade caia pela metade T 1/2 : Meia-Vida A 0 /2 A 0 /4 A 0 /8 A 0
  18. 18. DESINTEGRAÇÕES RADIOATIVAS <ul><li>MEIA VIDA </li></ul><ul><li>É o tempo que leva para que a metade dos núcleos de determinada amostra radioativa sofra decaimento, isto é, se desintegre. </li></ul>Isótopo radioativo Criptônio (Kr – 93) Urânio (U – 239) Iodo (I – 131) Carbono (C – 14) Plutônio (Pu – 239) Urânio (U – 238) Tempo de meia vida 1,3 segundos 23,5 minutos 8 dias 5.730 anos 24.000 anos 45.000.000.000 anos
  19. 19. Animação: W. A. S. Tempo de existência de um elemento radioativo Tempo Atividade Tempo de existência do material radioativo Radioisótopos utilizados na medicina
  20. 20. Diferença entre Contaminação e Irradiação Fonte radioativa Contaminada Irradiada
  21. 21. SÉRIES RADIOATIVAS NATURAIS <ul><li>Série do Urânio </li></ul><ul><li>92 U 238  emissão α e β  82 Pb 206 </li></ul><ul><li>Série do Tório </li></ul><ul><li>90 Th 232  emissão α e β  82 Pb 208 </li></ul><ul><li>Série do Actínio </li></ul><ul><li>92 U 235  emissão α e β  82 Pb 207 </li></ul>
  22. 22. O urânio na natureza Minério de urânio 99,3% -> 238 U tra ç os -> 234 U 0,7% -> 235 U Urânio (U)
  23. 23. Interação do Urânio 235 com o nêutron Calor Fissão do Urânio 235
  24. 24. REAÇÃO EM CADEIA
  25. 25. Moléculas de 238 U F6 Enriquecimento do urânio Efeito da força centrípeta Arte: W Jr. Molécula de 235 U F 6 Molécula de 238 U F 6
  26. 26. Do minério de urânio à pastilha combustível Minério de urânio Yellow cake Dióxido de urânio Pastilhas combustíveis Hexafluoreto de urânio UF 6 235 238 Enriquecimento
  27. 27. Reação de fissão em cadeia Criação – W.A.S e W. Jr. Bomba atômica Sem controle Energia Elétrica Pesquisas Com controle
  28. 28. Gerador de energia Mecanismo para mover o gerador Como gerar energia elétrica Fonte – www.nrc.gov ?
  29. 29. Como o calor pode produzir movimento - filme Fonte de calor Água sob pressão Vapor Movimento
  30. 30. Imagem original: www.nrc.gov Adaptação: W.A.S. e W Jr. Como funciona uma usina nuclear tipo PWR Fissão nuclear do urânio liberando calor Circuito primário Circuito secundário Circuito terciário PWR - Reator a Água Pressurizada Energia elétrica Gerador Gerador de vapor Pressurizador Barras de controle Elemento Combustível Vaso do reator Vaso de pressão Elemento combustível contendo urânio enriquecido no isótopo 235 Água
  31. 31. ESQUEMA DO REATOR NUCLEAR
  32. 32. Angra 1 (Americana) 650 MW Angra 2 (Alem ã ) 1350 MW Foto : W.A. S. 2003 Usinas nucleares de Angra
  33. 33. Evolução da construção de uma usina nuclear - filme Local : Finlândia Fonte - Areva Fonte: wwww.areva.com
  34. 34. FUSÃO NUCLEAR <ul><li>É o nome dado à união de núcleos pequenos para formar um único núcleo maior. </li></ul><ul><li>A fusão nuclear de 1g de hidrogênio produz cerca de 9 vezes a energia liberada na fissão nuclear de 1g de urânio-235. </li></ul><ul><li>Ocorrer em temperaturas muito altas (entre 10 milhões e 100 milhões de graus Celsius). </li></ul><ul><li>Ocorre no Sol. </li></ul><ul><li>1 H 1  2 He 4 + 2 +1 e 0 (pósitrons) </li></ul><ul><li>A aplicação da fusão nuclear foi chamada de bomba de hidrogênio. </li></ul><ul><li>É necessário uma bomba atômica como a de Hiroshima para dar início a reação. </li></ul>
  35. 35. FUSÃO NUCLEAR <ul><li>Utilização: </li></ul><ul><li>Fusão controlada </li></ul><ul><li>. Produtos que não são radioativos; </li></ul><ul><li>. Os reagentes são materiais abundantes na natureza; </li></ul><ul><li>. Fácil obtenção; </li></ul><ul><li>. Quantidade de energia muito maior que a obtida no reator de fissão nuclear. </li></ul>
  36. 36. “ EU NÃO SEI COM QUE ARMAS A TERCEIRA GUERRA MUNDIAL SERÁ TRAVADA, MAS A QUARTA SERÁ TRAVADA COM PAUS E PEDRAS.” ALBERT EINSTEIN
  37. 37. 2005 a 2006 P R O J E T O Programa de Popularização da Ciência e Tecnologia da Sectes-MG
  38. 38. Websites de referência: www.aboutnuclear.org www.cnen.gov.br www.google.com.br www.imagine.gsfc.nasa.gov www.inb.gov.br www.ngensis.com www.nrc.gov www.qmcweb.org www.ufpel.tche.br wwww.areva.com Outras fontes de informações: Apostilas educativas CNEN – Eliezer de Moura Cardoso Biblioteca do CDTN Enciclopédia Ilustrada do Conhecimento – Reader ´ s Digest Paulo Fernando de Oliveira – CDTN Animações gráficas originais: Guilherme Corrêa Soares Wellington Antonio Soares Júnior Logomarca do projeto : Stela D’ Áurea de Oliveira Luz /CDTN Créditos
  39. 39. CDTN www.cdtn.br (instituição coordenadora do projeto) CNEN www.cnen.gov.br (autarquia à qual o CDTN está vinculado) MCT www.mct.gov.br (Ministério ao qual a CNEN está vinculada) ACMinas www.acminas.com.br (parceira na coordenação do projeto ) Fapemig www.fapemig.br (fomentadora do projeto) Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de MG Programa de Popularização da Ciência e Tecnologia (Sectes-MG) Fundep www.fundep.br (gestora financeira do projeto) [email_address] Coordenador do projeto: Wellington Antonio Soares Programa de Popularização da Ciência e Tecnologia da Sectes-MG
  40. 40. Foto – W.A.S Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear

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