Este documento discute a descoberta da radioatividade e suas propriedades. Resume a descoberta dos raios-X por Röentgen, a descoberta da radioatividade natural por Becquerel e os Curie, e as três principais emissões radioativas identificadas por Rutherford. Também aborda aplicações médicas e de datação por carbono-14, além dos perigos da exposição à radiação.

1. SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
FACULDADE DE QUÍMICA
RADIOTIVIDADE
Prof: Maurício Augusto
Mayra Pinheiro
Jéssica Teixeira
MARABÁ/PA
11 DE JUNHO DE 2015

2. A DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE
QUANDO VOCE PENSA EM RADIOATIVIDADE QUE IMAGENS VEM A SUA MENTE?
 ELEMENTOS NOCIVOS A SAÚDE
 ACIDENTES NUCLEARES
 LIXO ATÔMICO
 BOMBA ATÔMICA

3. HISTÓRICO
Wilhelm Conrod Röentgen (1845-1923)
Ele descobriu de modo acidental a
existência dos raios X, que receberam
esse nome por ainda serem muito
misteriosos.
Ele estava fazendo experimentos com
a ampola de Crookes, que é um tubo de
vidro vedado no vácuo, com um gás sobre
baixa pressão e submetido a um campo
magnético externo.
Ampola de crookes

4. Antoine Henri Becquerel (1852-1908)
Ele passou a trabalhar com materiais
fluorescentes, para descobrir se eles
também emitiam raios X.
Porém, o que ele acabou descobrindo, em
1896, foi que os minérios com os quais ele
estava trabalhando, que eram o sulfato
duplo de potássio e a uranila di-hidratada
(K2UO2(SO4)2 , conseguiam impressionar
um filme fotográfico na ausência de luz
solar, sem precisar estar fluorescente.
Concluindo que essa propriedade não era
equivalente aos raios X de Röentgen.

5. Pierre Curie (1859-1906) e sua esposa
Marie Curie (1867-1934).
O casal descobriu que essa propriedade era
característica não só da uranila, mas de
todos os compostos que tinham em sua
constituição o elemento urânio.
Dessa forma, soube-se que o urânio era um
elemento que espontaneamente emite
radiação.
Incessantemente o casal estudou as
propriedades do urânio e juntos acabaram
por descobrir outros elementos muito mais
radioativos. Esses elementos foram
denominados de polônio e o rádio.
E a essas propriedades denominaram
de radioatividade.

6. O QUE É RADIOATIVIDADE ?

7. Ernest Rutherford (1871-1937)
Ele descobriu que quando as radiações emitidas
por um material radioativo são submetidas a um
campo eletromagnético externo, consegue-se
três emissões radioativas diferentes que foram
designadas pelas letras gregas:
alfa (α)
beta (β)
gama (γ)

8. NÚCLEO INSTÁVEL NÚCLEO ESTAVEL
Partículas ou radiação

9. Partícula alfa (α): concluiu-se que era de massa elevada e de carga positiva,
pois se desviava no sentido da placa carregada negativamente. As partículas
alfa são compostas de dois prótons e dois nêutrons. Como os prótons são
positivos e os nêutrons não têm carga, essa partícula é positiva.
1ª LEI DA RADIOATIVIDADE OU LEI DE SODDY:
Quando um núcleo emite uma partícula (α), seu numero atômico diminui de
duas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades.
Partícula alfa (α)

10. Partículas beta (β): como se desviaram no sentido da placa carregada
positivamente, foram consideradas como partículas negativas. Sua carga é
negativa porque a radiação beta é na verdade um elétron expulso pelo núcleo.
 Como assim professor, um elétron “atirado” do núcleo??????
Partícula beta (β)

11. 2ª LEI DA RADIOATIVIDADE OU LEI DE SODDY-FAJANS-RUSSEL
Quando um núcleo emite uma partícula (β) , seu número atômico aumenta de
uma unidade e seu número de massa não se altera.

12. Ao contrario das radiações alfa e beta, que são constituídas por partículas, a radiação
gama e formada por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em
seguida a emissão alfa e beta.
As emissões gama não são partículas, mais ondas eletromagnéticas semelhantes
à luz, porem com comprimento de onda muitíssimo menor, possuindo um teor de
energia grande podendo até superar os raios x.
As emissões gama (γ): como não apresentaram desvio nenhum, concluiu-se que
essa emissão é neutra, isto é, não possui carga elétrica.

13. PODER DE PENETRAÇÃO

14. PROPRIEDADES DAS EMISSÕES RADIOATIVAS
Os principais efeitos provocados pelas emissões radioativas são:
 Efeitos Químicos.
 Efeitos Térmicos.
 Efeitos luminosos.
 Efeitos Elétricos.
 Efeitos Fisiológicos.

15. PERIGOS E ACIDENTES NUCLEARES
O grande perigo das radiações nucleares esta
aonde?
Conseqüência da alta exposição a
radiação.
Alteração genética

16. ALGUNS FATORES REFERENTES A EXPOSIÇÃO QUE
PRECISÃO SER CONSIDERADOS.
1) TIPO DE RADIAÇÃO
2) VELOCIDADE DE DESINTEGRAÇÃO
3) ENERGIA DAS PARTICULAS EMITIDAS
4) TEMPO DE EXPOSIÇÃO ÀS RADIAÇÕES

17. ACIDENTE DE THREE-MILE ISLAND

18. ACIDENTE DE CHERNOBYL

23. ACIDENTE DE GOIÂNIA

26. DEVAIR
ROBERTO

37. NIVEIS DOS ACIDENTES

38. BENEFÍCIOS DA RADIOATIVIDADE
 TECNECIO 99 UTILIZADO NA (CINTILOGRAFIA)
 RADIOTERAPIA
 AGRICULTURA
 INDUSTRIA
 RAIO-X

39. Cinética dos decaimentos radioativos
Tempo de meia vida ou Período de semidesintegração (T1/2 ou P).
A meia vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo em que uma
amostra deste elemento se reduz à metade. Este intervalo de tempo
também é chamado de período de semidesintegração.

40. Tempo de meia vida do Mário
m0 m0 m0 m0
(massa inicial) 2 4 8
T1/2 T1/2 T1/2 etc.
...

41. • A meia-vida não depende da quantidade da amostra, nem da
temperatura, nem da pressão.
• Cada elemento radioativo, seja natural ou obtido
artificialmente, se transmuta (se desintegra ou decai) a uma
velocidade que lhe é característica.
• A atividade de uma amostra radioativa é proporcional ao
número de átomos da amostra.
Tempo de meia-vida

42. Alguns exemplos de valores de Tempo de meia-vida

43. Transmutação Nuclear
Transmutação nuclear é a transformação de um nuclídeo
em outro, provocada pelo bombardeamento com uma
partícula.

44. Em 1932, o inglês James Chadwick descobriu o nêutron ao
bombardear o Berílio-9 com partículas alfa.
James Chadwick (1891-1974)

45. O que seria Transmutação natural e Transmutação
artificial
 Transmutação Natural é quando se tem um elemento químico radiativo
que emite espontaneamente uma radiação e se transforma em outro.
 Transmutação Artificial ocorre quando um elemento químico radioativo
é bombardeado por partículas (alfa, beta, próton, nêutron).

46. Elementos artificiais
Os elementos químicos que possuem o numero atômico maior
que o do Uranio Z > 92.
Dos elementos que possuem número atômico menor que do
Urânio (Z<92), apenas quatro são artificiais (43Tc, 61Pm, 85At e
87Fr).

47. Aplicações da radioatividade
Método da Datação por Carbono-14
A datação por carbono 14 é uma maneira de determinar a idade
de certos artefatos arqueológicos de origem biológica com até 60
mil anos. Ela é usada para datar objetos como
ossos, tecidos, madeira e fibras de plantas usados em atividades
humanas no passado.

48. Formação do carbono 14.

51. Uso da Radioatividade na Medicina
Apesar dos efeitos nocivos da radioatividade, ela possui amplas aplicações benéficas na
medicina. Atualmente, mais de uma centena de isótopos radioativos são usados nas
mais diversas áreas da medicina, chegando ao ponto de inaugurar uma nova área de
trabalho e pesquisa, denominada de Medicina Nuclear.
Alguns termos já se tornaram comuns em nosso vocabulário, tais
como:
 Raios X,
 Radioterapia,
 Quimioterapia,
 Ressonância magnética,
 Ultrassonografia,
 Tomografia

52. Símbolo da presença de radiação*.
Deve ser respeitado, e não temido.
Obrigada.

55. O que é Fissão?
1. Histórico
Alguns anos antes da segunda guerra mundial, vários pesquisadores
tentavam obter novos elementos químicos, com Z > 92, bombardeando o
urânio com nêutrons.
Em janeiro de 1939, os alemães Otto Hahn e Fritz Strassman
anunciaram a presença de bário, lantânio e criptônio numa amostra de
urânio bombardeada com nêutrons.

56. Enrico Fermi (1901 - 1954) Otto Hahn (1879 -1968)
Fritz Strassmann (1902 – 1980)
Lise Meitner ( 1878- 1968) Otto Frisch ( 1904 - 1979

57. Essa reação é chamada de fissão (quebra) nuclear. A quebra de um átomo de
urânio-235 produz 3 nêutrons, que irão quebrar outros átomos de urânio
vizinhos, e assim sucessivamente, dando origem a uma reação em cadeia.
Essa hipótese pode ser representada pelo seguinte esquema:

58. Esta reação em cadeia libera uma quantidade enorme de energia e é o
princípio de funcionamento das bombas atômicas e dos reatores nucleares
usados atualmente. Sendo assim, define-se:

59. Fissão nuclear é o processo de quebra dos núcleos grandes em
núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia.
A energia liberada na reação de fissão do Urânio-235 é muito grande, muito
maior do que aquela envolvida em reações químicas como, por
exemplo,uma combustão.

60. O DESENVOLVIMENTO DA FISSÃO NUCLEAR
Projeto Manhattan: Plano secreto de construir a bomba atômica.
O trabalho inicial do Projeto Manhattan foi a construção do primeiro
reator nuclear existente no mundo. Ele foi construído, secretamente, numa
quadra de squash da Universidade de Chicago e consistia em um
empilhamento de 40 toneladas de urânio natural e 385 toneladas de
grafite, usada como moderador.
Em 2 de dezembro de 1942, esse reator foi acionado pela primeira vez,
marcando o início da era nuclear.

61. Foram montadas as primeiras bombas atômicas — que deram origem
tanto à detonação experimental de Alamogordo (16 de julho de 1945)
como às explosões sobre Hiroshima e Nagasaki (6 e 9 de agosto de
1945), que puseram fim à Segunda Guerra Mundial.

62. 2. A produção do urânio
O urânio, encontrado na natureza sob a forma de dióxido de urânio
(UO2), é uma mistura de 99,3% de 238 U e apenas 0,7% de 235U. Porém, o
urânio-235 o único isótopo físsil (ou fissionável),existente na natureza
em proporções significativas.
O urânio-238, que é o predominante na natureza, não é físsil; pelo
contrário, ele absorve os nêutrons, transformando-se em plutônio:
Como é feita, então, a produção do urânio-235 destinado aos reatores
e às bombas atômicas?

63. É necessário um novo tratamento para separar o isótopo físsil do isótopo
não-físsil. Este tratamento é conhecido como enriquecimento do urânio.
Um dos processos para realizá-lo consiste em transformar o dióxido de
urânio no gás hexafluoreto de urânio (UF6) e fazer este gás difundir-se por
placas porosas. Com isso, consegue-se separar o (U235F6) do (U238F6).
Em seguida, o gás hexafluoreto de urânio enriquecido volta a ser convertido
em dióxido de urânio. Este óxido é o que constituirá finalmente o
combustível nuclear.

64. 3. Como funciona a Bomba atômica.
A reação em cadeia da fissão nuclear só conseguirá se manter se a
massa do material físsil for superior a um certo valor característico chamado
de massa crítica. A Massa Crítica de um material fissionável é a quantidade
necessária para manter uma reação nuclear em cadeia auto-sustentada.

66. 4. Reatores atômicos ou nucleares
Um reator atômico é, em princípio, uma bomba atômica funcionando
“devagar”.
A versão moderna do reator de Fermi são as usinas nucleares, ou termo-
nucleares, nas quais a fissão nuclear ocorre de modo controlado e a energia
liberada é aproveitada para a produção de energia elétrica.
A primeira usina átomo-elétrica brasileira está situada na Praia de Itaorna,
em Angra dos Reis, Rio de Janeiro.

67. Usina Angra I, No Estado do Rio de Janeiro.

68. Usina Angra II, No Estado do Rio de Janeiro.

69. Angra 3 será a terceira usina da Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto
(CNAAA), localizada na praia de Itaorna, em Angra dos Reis (RJ).

70. A produção da energia elétrica pelos reatores nucleares é interessante,
pois, comparando, podemos dizer que:
• 1 g de carvão produz energia suficiente para manter acesa uma
lâmpada de 200W durante 1 min;
• 1 g de urânio produz energia para iluminar uma cidade de 500.000
habitantes, durante 1 h.

71. 5. Lixo nuclear
Nos produtos da fissão do Urânio-235 já foram identificados mais de
duzentos isótopos pertencentes a 35 elementos diferentes. Muitos deles
emitem α, β e ϒ, representando um risco à população e necessitando,
portanto, ser armazenados em recipientes de chumbo e/ou concreto e
guardados em locais seguros por tempo suficiente para que a radiação caia
a níveis não prejudiciais.
Dentre os muitos nuclídeos presentes no lixo nuclear, podemos destacar
três bastante perigosos para o ser humano: Estrôncio-90, Iodo-131 e
Césio-137.

74. Fusão nuclear é a junção de núcleos pequenos em núcleos maiores,e
liberando uma quantidade muito grande de energia.
São reações desse tipo que ocorrem no Sol e nas estrelas, o que explica
a quantidade imensa de energia que é liberada por esses astros. No sol,
bem como outras estrelas, está ocorrendo um processo chamado de
fusão nuclear.
O que é Fusão?

75. Para ocorrer fusão nuclear é necessária uma temperatura muito elevada,
pelo menos da ordem de 10 milhões de graus celsius.

76. Uma das reações que acontecem no sol é:
O sol é uma imensa bola de hidrogênio onde a temperatura é suficiente para
que ocorra a fusão dos átomos de hidrogênio, formando átomos mais
pesados e liberando a energia que chega até nós na forma de luz e calor.

77. Na Terra, as reações de fusão nuclear só foram conseguidas nas bombas
de hidrogênio (Bomba H).
A primeira bomba de hidrogênio foi construída sob orientação do físico
húngaro Edward Teller (1908- 2003) e explodiu em 1952. O esquema
simplificado dessa bomba é:

78. Dentro da bomba de hidrogênio, explode uma bomba atômica que
produz a temperatura necessária para a fusão nuclear; ou seja, a bomba
atômica funciona como espoleta da bomba de hidrogênio. Desse modo,
consegue-se produzir explosões.

79. Até hoje não se conseguiu controlar a fusão nuclear de modo a se
construir um tipo de reator baseado em reações desse tipo.
 há grande dificuldade em se obter temperaturas elevadíssimas.
 como também é dificílimo encontrar um recipiente que suporte tais
temperaturas.

80. Fiiim...
Até a próxima
galera!