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RADIOATIVIDADE
HISTÓRICO:
EM 1896, ACIDENTALMENTE, BECQUEREL DESCOBRIU A
RADIOATIVIDADE NATURAL, AO OBSERVAR QUE O SULFATO
DUPLO DE POTÁSSIO E URANILA : K2(UO2)(SO4)2 ,
CONSEGUIA IMPRESSIONAR CHAPAS FOTOGRÁFICAS.
Henry Becquerel
EM 1898, PIERRE E MARIE CURIE IDENTIFICARAM O URÂNIO, O
POLÔNIO (400 VEZES MAIS RADIOATIVO QUE O URÂNIO) E
DEPOIS, O RÁDIO (900 VEZES MAIS RADIOATIVO QUE O URÂNIO).
Marie Currie Pierre Currie
Novas descobertas demonstraram que os elementos
radioativos naturais emitem três tipos de
radiações:α, β e γ . No começo do século XX,
Rutherford criou uma aparelhagem para estudar
estas radiações. As radiações eram emitidas pelo
material radioativo, contido no interior de um bloco
de chumbo e submetidas a um campo magnético
CONCEITO DE RADIOATIVIDADE:
• É a capacidade que certos átomos possuem
de emitir radiações eletromagnéticas e
partículas de seus núcleos instáveis com o
objetivo de adquirir estabilidade. A
emissão de partículas faz com que o átomo
radioativo de determinado elemento
químico se transforme num átomo de outro
elemento químico diferente
Quando descobriu a Radioatividade, o homem
passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua
divisibilidade pôde ser confirmada.
TIPOS DE RADIAÇÕES:
• 1-Emissões alfa (2α4) : partículas com carga elétrica
positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons.
• Velocidade média : 20000 km/s .
• Poder de penetração : pequeno, são detidas por pele,
folha de papel ou 7 cm de ar.
• Poder ionizante ao ar : elevado, por onde passam
capturam elétrons, transformando-se em átomos de
Hélio.
1ª LEI DA RADIOATIVIDADE (LEI DE SODDY) : "QUANDO UM
NÚCLEO EMITE UMA PARTÍCULA ALFA (Α) , SEU NÚMERO
ATÔMICO DIMINUI DE SUAS UNIDADES E SEU NÚMERO DE MASSA
DIMINUI DE QUATRO UNIDADES."
• Z X A = 2 α4 + Z - 2 Y A -4
•
Ex: 92 U 235 = 2 α4 + 90 Th 231
2-EMISSÕES BETA ( -1 Β 0 ) : PARTÍCULAS COM
CARGA ELÉTRICA NEGATIVA E MASSA
DESPREZÍVEL (ELÉTRONS ATIRADOS PARA FORA
DO NÚCLEO) .
• nêutron = próton + elétron + neutrino
• Os prótons permanecem no núcleo e os elétrons
e neutrinos são atirados fora dele.
• Ou: 0 n 1 = 1 p 1 + -1 b 0 + neutrino
VELOCIDADE MÉDIA: 95% DA VELOCIDADE DA LUZ.
PODER DE PENETRAÇÃO : 50 A 100 VEZES MAIS
PENETRANTES QUE AS PARTÍCULAS ALFA. SÃO
DETIDAS POR 1 CM DE ALUMÍNIO (AL) OU 2 MM DE
CHUMBO (PB).
DANOS OS ORGANISMOS : MAIORES DO QUE AS
EMISSÕES ALFA, PODEM PENETRAR ATÉ 2 CM DO
CORPO HUMANO E CAUSAR DANOS SÉRIOS
• 2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) : "Quando um
núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número atômico aumenta
de uma unidade e seu número de massa não se altera."
Z X A = -1β 0 + Z + 1 Y A
Ex: 83 Bi210 = -1 β 0 + 84 Po 210
3-Emissões Gama (0g0) : são ondas
eletromagnéticas, da mesma natureza da luz,
semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica nem
massa.
Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes
que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)
.
Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o
corpo humano, causando danos irreparáveis.
Poder de penetração da Radioatividade
Alfa =2α 4
Beta =-1 β0
Gama =0γ0
Próton =1p1 Deutério =1d2
Nêutron =0 n 1 Pósitron =+1 β 0
PARTÍCULAS USADAS NAS REAÇÕES
NUCLEARES:
Meia vida (P):
É o período de tempo necessário para que a
metade dos átomos presentes num elemento se
desintegre. O tempo de meia vida é uma
característica de cada isótopo radioativo e não
depende da quantidade inicial do isótopo nem
de fatores como pressão e temperatura
CURVA DE DECAIMENTO RADIOATIVO
TRANSMUTAÇÃO NUCLEAR
• FISSÃO NUCLEAR: é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através
do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores,
nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.
• 92U235 + 0n1
56Ba142 + 36Kr91 + 3 0n1 + 4,6 . 109kcal
• Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando
outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:
• Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e pela
desintegração da bomba atômica.
FUSÃO NUCLEAR:
• É a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único
núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia.
Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia
(luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão
nuclear:
•
4 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia
(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)
• Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases são ionizados
pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade.
O aparelho usado para detectar a presença de radiação e
medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza
esta propriedade
Efeito da Radioatividade
-Efeitos luminosos : as radiações provocam
fluorescência em certas substâncias, como o sulfeto
de zinco - esta propriedade é utilizada na fabricação
de ponteiros luminosos de relógios e objetos de
decoração
-Efeitos biológicos : as radiações podem ser
utilizadas com fins benéficos, no tratamento de
algumas espécies de câncer, em dosagens
apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são
nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda
das defesas naturais, queimaduras e hemorragias.
Também afetam o DNA, provocando mutações
genéticas
-Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados
para estabelecer mecanismos de reações nos
organismos vivos, como o C14. Radioisótopos
sensibilizam filmes fotográficos
Coleta de Carvão para datação de Carbono 14
USOS DAS REAÇÕES NUCLEARES:
• -Produção de energia elétrica: os reatores nucleares produzem
energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende
mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para
propulsão de navios e submarinos
Radioatividade
• ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICO
-Aplicações na indústria : em radiografias de tubos,
lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões.
No controle de produção; no controle do desgaste de
materiais; na determinação de vazamentos em
canalizações, oleodutos,...; na conservação de
alimentos; na esterilização de seringas descartáveis;
etc.
Aplicações na Medicina : no diagnóstico das
doenças, com traçadores = tireóide( I131),
tumores cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e
Cs137 ) , etc
FAMÍLIAS RADIOATIVAS
• Os elementos com número atômico igual ou superior a 84 são
radioativos, assim como o Tc(Z=43) e o Pm(Z=61). Os
elementos de número atômico superior ao do urânio são todos
artificiais (assim como o Tc e o Pm).
Na natureza existem elementos radioativos que realizam
transmutações ou "desintegrações" sucessivas, até que o
núcleo atinja uma configuração estável. Isso significa que, após
um decaimento radioativo, o núcleo não possui, ainda, uma
organização interna estável e, assim, ele executa outra
transmutação para melhorá-la e, ainda não conseguindo,
prossegue, até atingir a configuração de equilíbrio
FAMÍLIAS RADIOATIVAS NATURAIS
SÉRIE DO URÂNIO SÉRIE DO ACTÍNIO SÉRIE DO TÓRIO
Urânio-238
4,5.109 de anos
 
Tório-234
24,1 dias
 
Protactínio-234
1,14 minutos
 
Urânio-234
2,7.105 anos
 
Tório-230
8,3.104 anos
 
Rádio-226
1 590 anos
 
Radônio-222
3,825 dias
 
***
.. 
Polônio-210
140 dias
 
Chumbo-206
Urânio-235
7,13.108de anos
 
Tório-231
24,6 horas
 
Protactínio-231
32 000 anos
 
Actínio-227
18,9 anos 21,2 anos
   
Frâncio-223 Tório-227
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   
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  • 2. HISTÓRICO: EM 1896, ACIDENTALMENTE, BECQUEREL DESCOBRIU A RADIOATIVIDADE NATURAL, AO OBSERVAR QUE O SULFATO DUPLO DE POTÁSSIO E URANILA : K2(UO2)(SO4)2 , CONSEGUIA IMPRESSIONAR CHAPAS FOTOGRÁFICAS. Henry Becquerel
  • 3. EM 1898, PIERRE E MARIE CURIE IDENTIFICARAM O URÂNIO, O POLÔNIO (400 VEZES MAIS RADIOATIVO QUE O URÂNIO) E DEPOIS, O RÁDIO (900 VEZES MAIS RADIOATIVO QUE O URÂNIO). Marie Currie Pierre Currie
  • 4. Novas descobertas demonstraram que os elementos radioativos naturais emitem três tipos de radiações:α, β e γ . No começo do século XX, Rutherford criou uma aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações eram emitidas pelo material radioativo, contido no interior de um bloco de chumbo e submetidas a um campo magnético
  • 5. CONCEITO DE RADIOATIVIDADE: • É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A emissão de partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento químico diferente
  • 6. Quando descobriu a Radioatividade, o homem passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua divisibilidade pôde ser confirmada.
  • 7. TIPOS DE RADIAÇÕES: • 1-Emissões alfa (2α4) : partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons. • Velocidade média : 20000 km/s . • Poder de penetração : pequeno, são detidas por pele, folha de papel ou 7 cm de ar. • Poder ionizante ao ar : elevado, por onde passam capturam elétrons, transformando-se em átomos de Hélio.
  • 8. 1ª LEI DA RADIOATIVIDADE (LEI DE SODDY) : "QUANDO UM NÚCLEO EMITE UMA PARTÍCULA ALFA (Α) , SEU NÚMERO ATÔMICO DIMINUI DE SUAS UNIDADES E SEU NÚMERO DE MASSA DIMINUI DE QUATRO UNIDADES." • Z X A = 2 α4 + Z - 2 Y A -4 • Ex: 92 U 235 = 2 α4 + 90 Th 231
  • 9. 2-EMISSÕES BETA ( -1 Β 0 ) : PARTÍCULAS COM CARGA ELÉTRICA NEGATIVA E MASSA DESPREZÍVEL (ELÉTRONS ATIRADOS PARA FORA DO NÚCLEO) . • nêutron = próton + elétron + neutrino • Os prótons permanecem no núcleo e os elétrons e neutrinos são atirados fora dele. • Ou: 0 n 1 = 1 p 1 + -1 b 0 + neutrino
  • 10. VELOCIDADE MÉDIA: 95% DA VELOCIDADE DA LUZ. PODER DE PENETRAÇÃO : 50 A 100 VEZES MAIS PENETRANTES QUE AS PARTÍCULAS ALFA. SÃO DETIDAS POR 1 CM DE ALUMÍNIO (AL) OU 2 MM DE CHUMBO (PB). DANOS OS ORGANISMOS : MAIORES DO QUE AS EMISSÕES ALFA, PODEM PENETRAR ATÉ 2 CM DO CORPO HUMANO E CAUSAR DANOS SÉRIOS • 2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) : "Quando um núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se altera." Z X A = -1β 0 + Z + 1 Y A Ex: 83 Bi210 = -1 β 0 + 84 Po 210
  • 11. 3-Emissões Gama (0g0) : são ondas eletromagnéticas, da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica nem massa. Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s. Poder de penetração: alto, são mais penetrantes que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb) . Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o corpo humano, causando danos irreparáveis.
  • 12. Poder de penetração da Radioatividade
  • 13. Alfa =2α 4 Beta =-1 β0 Gama =0γ0 Próton =1p1 Deutério =1d2 Nêutron =0 n 1 Pósitron =+1 β 0 PARTÍCULAS USADAS NAS REAÇÕES NUCLEARES:
  • 14. Meia vida (P): É o período de tempo necessário para que a metade dos átomos presentes num elemento se desintegre. O tempo de meia vida é uma característica de cada isótopo radioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nem de fatores como pressão e temperatura
  • 15. CURVA DE DECAIMENTO RADIOATIVO
  • 16. TRANSMUTAÇÃO NUCLEAR • FISSÃO NUCLEAR: é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia. • 92U235 + 0n1 56Ba142 + 36Kr91 + 3 0n1 + 4,6 . 109kcal • Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia: • Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e pela desintegração da bomba atômica.
  • 17. FUSÃO NUCLEAR: • É a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear: • 4 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia (Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)
  • 18. • Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases são ionizados pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade. O aparelho usado para detectar a presença de radiação e medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza esta propriedade Efeito da Radioatividade
  • 19. -Efeitos luminosos : as radiações provocam fluorescência em certas substâncias, como o sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na fabricação de ponteiros luminosos de relógios e objetos de decoração
  • 20. -Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas
  • 21. -Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, como o C14. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos Coleta de Carvão para datação de Carbono 14
  • 22. USOS DAS REAÇÕES NUCLEARES: • -Produção de energia elétrica: os reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos
  • 24. • ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICO -Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc.
  • 25. Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide( I131), tumores cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc
  • 26. FAMÍLIAS RADIOATIVAS • Os elementos com número atômico igual ou superior a 84 são radioativos, assim como o Tc(Z=43) e o Pm(Z=61). Os elementos de número atômico superior ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o Pm). Na natureza existem elementos radioativos que realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas, até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo não possui, ainda, uma organização interna estável e, assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a configuração de equilíbrio
  • 27. FAMÍLIAS RADIOATIVAS NATURAIS SÉRIE DO URÂNIO SÉRIE DO ACTÍNIO SÉRIE DO TÓRIO Urânio-238 4,5.109 de anos   Tório-234 24,1 dias   Protactínio-234 1,14 minutos   Urânio-234 2,7.105 anos   Tório-230 8,3.104 anos   Rádio-226 1 590 anos   Radônio-222 3,825 dias   *** ..  Polônio-210 140 dias   Chumbo-206 Urânio-235 7,13.108de anos   Tório-231 24,6 horas   Protactínio-231 32 000 anos   Actínio-227 18,9 anos 21,2 anos     Frâncio-223 Tório-227 21 minutos 18,9 dias     Rádio-223 11,4 dias   Radônio-219 3,9 segundos   ***  Polônio-211 0,005 segundos   Chumbo-207 estável Tório-232 1,39.1010 de anos   Rádio-228 5,7 anos   Actínio-228 6,13 horas   Tório-228 1,9 anos   Rádio-224 3,6 dias   Radônio-220 54,5 segundos   ***  Polônio-212 0,0000003 segundos     Chumbo-208