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Radioatividade

  1. 1. RADIOATIVIDADE•Descoberta do raio x.•Acidentes nucleares. (esp. Goiânia)•Mutações ou alterações genéticas sofridas pela radioatividade.•Fissão e fusão nuclear.•Bomba atômica.•Esquemas de reatores e usinas nucleares.•Energia nuclear no Brasil.•Bomba de hidrogênio.
  2. 2. Radioatividade pelo qual• É um fenômeno natural ou artificial, os chamados radioativos, são capazes de emitir radiações.• As radiações emitidas pelas substâncias radioativas são principalmente partículas alfa, partículas beta e raios gama.• Radioatividade natural ou espontânea: É a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza e poluem o meio ambiente.• Radioatividade artificial ou induzida: É aquela que é provocada por transformações nucleares artificiais.
  3. 3. • Um campo elétrico ou magnético pode separar as emissões em três tipos de raios: Alfa, Beta e Gama.• Os raios alfa tem carga positiva, os raios beta carga negativa, e os raios gama são neutros.• A radiação gama e os raios-X são formas semelhantes de radiação eletromagnética de alta-energia.• Alguns elementos mais pesados podem sofrer fissão espontânea resultando em produtos de composição variável.• A conversão interna, resulta na emissão eletrônica e por vezes emissão de fotões de alta-energia, embora não envolva nem decaimento beta nem decaimento gama.
  4. 4. Tabela de decaimento
  5. 5. Leis de Soddy e Fajans• Quando um átomo radioativo emite uma partícula alfa, o número de massa do átomo resultante diminui em 4 unidades e o número atômico em 2 unidades.• Quando o átomo radioativo emite uma partícula beta, o número de massa do átomo resultante não varia e o seu número atômico aumenta em 1 unidade.• Quando um núcleo "excitado" emite uma radiação gama não ocorre variação no seu número de massa e número atômico, porém ocorre uma perda de uma quantidade de energia "hν".
  6. 6. Leis da Radioatividade• Quando um átomo emite uma partícula alfa, seu número atômico diminui de duas unidades e sua massa atômica de quatro unidades.• Quando um átomo emite uma partícula beta, seu número atômico aumenta de uma unidade.
  7. 7. Descoberta do Raio-X• Os raios x são emissões eletromagnéticas de natureza semelhante à luz visível.• Foram descobertos em 8 de novembro de 1895, por Wilhelm Conrad Röntgen.• A geração desta energia eletromagnética se deve à transiçãode elétrons nos átomos, ou da desaceleração de partículas carregadas.• Sofrem interferência, polarização, refração, difração, reflexão, entre outrosefeitos. Embora de comprimento de onda muito menor, sua naturezaeletromagnética é idêntica à da luz.
  8. 8. Tubo de Crookes• Em uma ampola de vidro, William Crookes submeteu um gás a pressão ambiente e a altas tensões, por meio de duas placas metálicas localizadas no fundo e na frente da ampola, cada uma delas carregada com cargas diferentes.
  9. 9. A descoberta• Foi o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen quem detectou pela primeira vez os raios X.• Todo o aparato havia sido envolvido por uma caixa com um filme negro em seu interior e guardado numa câmara escura. Próximo à caixa, havia um pedaço de papel recoberto de platinocianeto de bário.• O resultado foi uma foto que revelava a estrutura óssea interna da mão humana.• No início do século XX foram encontradas evidências experimentais de que os raios X seriam constituídos por partículas. Hand mit Ringen: a primeira de Wilhelm Röntgen referente a mão de sua esposa, tirada em 22 de dezembro de 1895.
  10. 10. Mutações ou alterações genéticas sofridas pela radioatividade. •Efeitos da radiação no corpo humano. •Efeitos da radiação em borboletas.
  11. 11. Efeitos da radiação no corpo humano• A radiação gerada pela fissão nuclear pode causar sérios danos à saúde.• A radiação pode provocar a destruição das células e uma ionização e fragmentação das células.• As partículas radioativas se movimentam rapidamente. Quando tais partículas atingem as células dentro do corpo, elas provocam a ionização celular. Células transformadas em íons podem remover elétrons, portanto, a ionização enfraquece as ligações fazendo com que as células se modifiquem causando mutações genéticas.
  12. 12. •Mutações genéticas foram detectadas emtrês gerações de borboletas nos arredoresda central nuclear japonesa deFukushima.• As mutações foram encontradas em52% dos animais.
  13. 13. Fissão e fusão nuclear• O que é fissão nuclear?• O que é fusão nuclear?
  14. 14. Fissão Nuclear• É a quebra do núcleo de um átomo instável em dois átomos menores pelo bombardeamento de partículas como nêutrons.• O processo de fissão é uma reação exotérmica onde há liberação violenta de energia, por isso pode ser comumente observado em usinas nucleares e/ou bombas atômicas.• É considerada uma forma de transmutação nuclear pois os fragmentos gerados não são do mesmo elemento do que o isótopo gerador.
  15. 15. • A energia liberada no processo de fissão nuclear é resultado da conversão de parte da massa nuclear em energia.• Na fissão nuclear a partícula nêutron é acelerada em direção ao núcleo do átomo, o que o deixa instável. Com isso ele se divide em dois núcleos menores e mais leves. Aí, há a liberação de energia de ligação nuclear, radiação gama e mais nêutrons, que então, irão de encontro a novos núcleos atômicos, desintegrando-os novamente em energia, radiação e outros nêutrons que seguirão o mesmo caminho.
  16. 16. Fusão Nuclear• É o processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico.• Uma substancial barreira de energia deve ser vencida antes que a fusão possa ocorrer.• A força eletrostática é uma força proporcional ao inverso do quadrado da distância.• Cada estado energético de um próton ou nêutron em um núcleo pode acomodar uma partícula de spin para abaixo e outra de spin para acima.
  17. 17. • Se a energia para iniciar a reação vem da aceleração de um núcleo, o processo é chamado de fusão por projétil-alvo.• Se o núcleo faz parte de um plasma próximo ao equilíbrio térmico, denominamos fusão termonuclear.• Há dois fatos que podem diminuir a temperatura necessária: a temperatura é uma média da energia cinética, implicando que alguns núcleos a esta temperatura poderão já ter uma energia maior que 0,1 MeV, enquanto outros um pouco menos. O outro efeito é o tunelamento quântico.• A seção transversal da reação σ é uma medida da probabilidade de reação de fusão com uma função da velocidade relativa dos dois núcleos reativos.
  18. 18. Bomba atômica• Armas nucleares táticas ou de uso tático• Tipos de bomba atômica• Efeitos• Bombardeios em Nagasaki e Hiroshima
  19. 19. Bomba Atômica• É uma arma explosiva cuja energia deriva de uma reação nuclear e tem um poder destrutivo imenso.• Bombas de fissão nuclear são as que utilizam a chamada fissão nuclear, onde os pesados núcleos atômicos do urânio ou plutônio são desintegrados em elementos mais leves quando são bombardeados por nêutrons.• Bomba de fusão nuclear baseiam-se na chamada fusão nuclear, onde núcleos leves de hidrogênio e hélio combinam-se para formar elementos mais pesados e liberam neste processo enormes quantidades de energia.
  20. 20. • Bomba suja é um termo atualmente empregado para designar uma arma radioativa, uma bomba não-nuclear que dispersa material radioativo que fica armazenado em seu interior.• Bomba de nêutrons é um dispositivo termonuclear pequeno, com corpo de níquel ou cromo, onde os nêutrons gerados na reação de fusão intencionalmente não são absorvidos pelo interior da bomba, permitindo que escapem.
  21. 21. Armas nucleares táticas ou de uso tático• São armas nucleares de pequeno poder explosivo, geralmente na faixa de 0,5 a 5 quilotons.• Mesmo com poder explosivo reduzido, estas armas têm efeito radioativo, o que sempre dificultou seu amplo emprego.• Também são empregadas como ogivas das cargas de profundidade nucleares, para uso anti-submarino a grandes profundidades.• O objetivo deste tipo de míssil era seu uso contra bombardeiros estratégicos de altas altitudes.• Quando o objetivo é simplesmente destrutivo, podem ser substituídas pelas bombas termobáricas mais poderosas, que mesmo sendo armas convencionais, produzem poder de destruição equivalente a 1 quiloton.
  22. 22. • Os efeitos predominantes de uma bomba atômica são a explosão e a energia térmica, a liberação de radiação e o pulso eletromagnético.• O dano produzido pelas três formas iniciais de energia liberada (calor, pulso eletromagnético e radiação) difere de acordo com o tamanho da arma.
  23. 23. Bombardeios em Nagasaki e Hiroshima• Foram ataques nucleares ocorridos no final da Segunda Guerra Mundial contra o Império do Japão realizados pela Força Aérea dos Estados Unidos da América nos dias 6 de agosto e 9 de agosto de 1945.
  24. 24. • Historicamente, estes são até agora os únicos ataques onde se utilizaram armas nucleares.• No Japão, o público geral tende a crer que os bombardeios foram desnecessários, uma vez que a preparação para a rendição já estava em progresso em Tóquio.
  25. 25. O projeto Manhattan• Os Estados Unidos, com auxílio do Reino Unido e Canadá, projetaram e construíram as bombas sob o nome de código Projeto Manhattan inicialmente para o uso contra a Alemanha Nazista.• O projeto tinha como objetivo a criação de bombas nucleares. Esse processo foi acelerado pelo medo de que o outro lado fizesse uso da energia contida no átomo - essa tecnologia foi concebida em apenas 3 anos (1939-1942), devido ao empenho de cientistas e autoridades norte- americanas; e também pelo ataque japonês a Pearl Harbor no qual os EUA entraram na guerra. Após 1945, quando ocorreu o primeiro teste nuclearbem sucedido que ocorreu no deserto de Alamogordo com a bomba denominada Gadget, os EUA se tornaram o principal candidato a vencer a guerra.

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