1. O documento discute conceitos sobre radioatividade, incluindo tipos de radiação nuclear, leis da desintegração radioativa, meia-vida e vida média de isótopos radioativos. 2. São descritas as propriedades e poder de penetração das partículas alfa, beta e radiação gama. 3. Aplicações da radioatividade em diversas áreas como arqueologia, datação de rochas, indústria de energia e medicina são apresentadas.

1. Radioatividade
+
-
+ +
-
-
+
+
+
-
-
-
n/p= 2/ 1 n/p= 3/ 1
20Ca40 n/p= 20/ 1
38Sr88 n/p= 50/ 1,31
56Ba137 n/p= 81/ 1,44
n/p
Instabilidade
2 = 3 =
20 =
38 =
56 =
20
50
81

2. +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

3. Observações
Se Z > 83 Instável
Existem mais de 40 isótopos naturais
radioativos.
Existem mais de 800 isótopos artificiais
radioativos.
Todos os elementos apresentam isótopos
radioativos (naturais e/ou artificiais)

4. Observações
Um elemento só é dito radioativo se o seu
isótopo mais abundante for radioativo.
A intensidade de radiatividade emanada por
um isótopo é igual independentemente de estar
sob a forma de óxido, cloreto, dissolvido em
ácido ou base, gasoso ou sólido, dentro de um
Freezer ou em uma fornalha.

5. 1H1
1H2
1H3
99,985 %
0,014 %
0,001 %
Não Radioativo
Não Radioativo
Radioativo
Não Radioativo

6. 19K39
19K40
19K41
93,2581 %
0,0117 %
6,7302 %
Não Radioativo
Radioativo
Radioativo
Não Radioativo

7. 92U234
92U235
92U238
0,0055 %
0,7200 %
99.2745 %
Não Radioativo
Radioativo
Radioativo
Radioativo

8. Radiações Nucleares Naturais
- - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + +
Recipiente a Vácuo
Filme FotográficoBloco de Chumbo
α γβ

9. - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + +
Partícula α
*Pequeno desvio para a placa negativa*
Conclusões:
* São partículas pesadas.
* Possuem carga elétrica positiva.
Ernest Rutherford (1871 – 1937)

10. - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + +
Ernest Rutherford (1871 – 1937)
Partícula β
*Grande desvio para a placa positiva*
Conclusões:
* São partículas leves.
* Possuem carga elétrica negativa.

11. - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
+ + + + + + + + + + + + +
Radiação γ
*Não sofrem desvio *
Conclusões:
* Não possui massa.
* Não possui carga.
Paul Ulrich Villard (1860 – 1934)

12. Simbologia das Radiações
Partícula Alfa
* Apresentam dois prótons e dois nêutrons
Características:
*Velocidade inicial de 5% da velocidade da Luz
*Pequeno poder de penetração:
* 7 cm do ar * Uma folha de papel ou alumínio (0,06 mm)
*Na pele causa queimaduras.
*Grande poder de ionização.
α2
4

13. 7cm
+ +
-
-
+ +
α2
4

14. 7cm
-
+ +
-
+ +
α2
4

15. 7cm
+ +
-
-
Hélio
+ +
α2
4

16. Partícula Beta
* Semelhante aos elétrons, massa desprezível
e carga (relativa) -1.
Características:
*Velocidade inicial de 95% da velocidade da Luz
*Médio poder de penetração:
* Metros de ar * 16 mm de madeira
*Na pele penetram 2 cm.
*Médio poder de ionização.
* São detidas por lâminas Al (1cm) e
Pb 2mm
Simbologia das Radiações
β-1
0

17. Radiação Gama
* Semelhante ao raio X, sem massa e sem carga.
Características:
*Velocidade inicial de igual a velocidade da Luz.
*Alto poder de penetração:
* Milhares metros de ar * 25 cm de madeira ou 15 cm de aço.
*Atravessam o corpo humano.
*Pequeno poder de ionização.
* São detidas por placas de > 5 cm
de espessura ou grossas paredes de concreto.
Simbologia das Radiações
γ0
0

18. Poder de Penetração
α , β , γ
Recipiente a Vácuo
α
β
γ
Folha
de papel
>2mm de Pb > 5cm de Pb< 1cm de Al
Aumenta o poder de penetração
Aumenta o poder de ionização

19. Leis da Radiatividade
1ª Lei:
2ª Lei:
Soddy
Soddy – Fajans - Hussel
XZ
A
YZ–2
A–4
α
2
4
+
XZ
A
YZ+1
A
β
-1
0
+

20. Leis da Radiatividade
Bi83
209
α2
4
+
Z
A
Tl
Balanço de Massa: 209 = 4 + A ∴ A = 205
Balanço de Carga: 83 = 2 + Z ∴ Z = 81

21. Leis da Radiatividade
Bi83
209
β-1
0
+
Z
A
Po
Balanço de Massa: 209 = 0 + A ∴ A = 209
Balanço de Carga: 83 = -1+ Z ∴ Z = 84

22. Leis da Radiatividade
Bi83
209
β-1
0
+
Z
A
Pb
Balanço de Massa: 209 = 0 + 4 ∴ A = 205
Balanço de Carga: 83 = -1+ 2 ∴ Z = 82
α2
4
+
+ A
+ Z

23. Leis da Radiatividade
Bi83
209
β-1
0
+
Z
A
Au
Balanço de Massa: 209 = 0+ 4 ∴ A = 197
Balanço de Carga: 83 = -1+ 2 ∴ Z = 79
α
2
4
+
+ A
+ Z
2 3
2.
2.
3.
3.

24. matéria anti-matéria
Beta Pósitron
Hipótese de Enrico Fermi
0n1
1p1
+ -1β0 + 0ν0 + 0γ0
Nêutron Próton Beta Neutrino Gama
Núcleo Expulsos do Núcleo
1p1
0n1
+ +1β0 + 0ν0 + 0γ0
Próton nêutron Pósitron Neutrino Gama
Núcleo Expulsos do Núcleo
-1β0 ++1β0 = Energia

25. Fissão e Fusão nuclear
Fissão:
92U235 +0n1 
56Ba141 +36Kr92 +3 0n1
∆H = -2.1010 kJ/mol
Ruptura de Núcleos Instáveis
Fusão: União de Núcleos Estáveis
(Grandes)
(Pequenos)
1H2 +1H3 
2He4 +0n1 ∆H = -128.1010 kJ/mol
3Li6 +0n1 
2He4 +1T3 ∆H = -196.1010 kJ/mol
Efusão Efissão>>

26. Meia Vida e Vida Média
60 dias 60 dias 60 dias
180 dias
Meia Vida (P) Meia Vida (P) Meia Vida (P)
Tempo Total de Desintegração
K = 0,693/P Vm = 1/ K
Vm = P/ 0,693
Vida Média:(Vm) Tempo médio que um átomo leva
para emitir radiação.

27. Aplicações da Radiatividade
Arqueologia

28. Aplicações da Radiatividade
Idade das Rochas

29. Aplicações da Radiatividade
Indústria de Energia

30. Aplicações da Radiatividade
Medicina

31. Aplicações da Radiatividade
Agricultura

32. Bombas
Atômica: H: Nêutrons:
Fissão Nuclear Fusão Nuclear

33. Radioatividade

34. Cinética Radioativa
Constante Radioativa
Indica a fração de átomos que sofrem desintegração
de uma totalidade presente em uma amostra.
Quanto maior o seu valor, mais
radioativo será o elemento
Constante Radioativa do Ra - 226
C =
1
2300
Ano-1
Para cada 2300 átomos a probabilidade máxima é que
apenas 1 átomo se desintegre (β) ao fim de 1 ano.

35. Cinética Radioativa
Constante Radioativa
Indica a fração de átomos que sofrem desintegração
de uma totalidade presente em uma amostra.
Quanto maior o seu valor, mais
radioativo será o elemento
Constante Radioativa do Th - 232
C =
1
2,01.1010
Ano-1
Para cada 2,01.1010 átomos a probabilidade máxima é
que apenas 1 átomo se desintegre (α) ao fim de 1 ano.

36. Cinética Radioativa
Constante Radioativa
Indica a fração de átomos que sofrem desintegração
de uma totalidade presente em uma amostra.
Quanto maior o seu valor, mais
radioativo será o elemento
Constante Radioativa do Ra - 226 C =
1
2300
Ano-1
O Ra portanto é mais radioativo que o Th.
Constante Radioativa do Th - 232 C =
1
2,01.1010
Ano-1

37. 60 dias 60 dias 60 dias
180 dias
Meia Vida (P) Meia Vida (P) Meia Vida (P)
Tempo Total de Desintegração
Cinética Radioativa
Período de Meia Vida (P)

38. 200g 100g 50g 25g 12,5g 6,25g
P P P P P
...
1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32
P P P P P
...
100% 50% 25% 12,5% 6,25% 3,125%
P P P P P
...
Cinética Radioativa

39. =
Quantidade
Final
Tempo Total de Desintegração = n . P
Quantidade
Inicial
2 n
Grandeza,
a/b ou %
n = número de períodos
de meia-vida
Cinética Radioativa

40. Cinética Radioativa
Vida Média:(Vm)
Tempo médio que um átomo leva
para sofrer total desintegração.
Vm =
1
C
Constante Radioativa do Ra - 226
C =
1
2300
Ano-1
Vm = 2300 Anos

41. Cinética Radioativa
Vida Média:(Vm)
Tempo médio que um átomo leva
para sofrer total desintegração.
Vm =
1
C
Constante Radioativa do Th - 232
C =
1
2,01.1010
Ano-1
Vm = 2,01.1010 Anos

42. Cinética Radioativa
Vida Média:(Vm)
Tempo médio que um átomo leva
para sofrer total desintegração.
Vm =
1
C
Vm =
P
0,693