O documento discute o tema da radioatividade, abordando: 1) O que é radioatividade e os tipos de radiação (alfa, beta e gama); 2) Histórico das descobertas relacionadas à radioatividade por Becquerel, Curie e Röntgen; 3) Leis da radioatividade e meia-vida dos isótopos.

1. Radioatividade
DISCIPLINA: QUÍMICA - PROFESSORA: INARACY
ETE MARIA WILZA BARROS DE MIRANDA

2. O que é Radioatividade ?
É o fenômeno em que um núcleo instável emite
espontaneamente entidades (partículas, ondas),
transformando-se em outro núcleo mais estável.

3. Histórico
1898 e 1900, Ernst
Rutherford e Paul
Villard descobriram
os três tipos de
emissões radioativas.
1898, Casal Pierre e
Marie Curie:
descoberta dos
elementos polônio
e rádio.
1896, Henri
Becquerel descobriu
que o urânio faz
impressões em
papel fotográfico.
1895, Wilhelm
Roentgen -
descoberta dos
raios-X.

4. Wilhelm Roentgen
Raios-X: raios eletricamente neutros e invisíveis que atravessam papel, madeira e
finas lâminas de metal.
Um forte feixe de elétrons (A) sai do catodo e
se choca contra o anodo produzindo um
feixe de raios X (B).
Imagem:
SEE-PE,
Redesenhado
a
partir
de
ilustração
de
Autor
Desconhecido.

5. Henri Becquerel (1896) - Estudo da luminescência: Descoberta de
emissões espontâneas diferentes dos raios-X;
Fluorescência Fosforescência
Imagem:
Nigpich2A
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported.
Imagem:
Naklig
at
el.wikipedia

6. Marie Curie (em 16/12/1897) usa o termo radioatividade (Nobel de Física)
1898 - Descoberta do polônio e do rádio (Nobel de Química)
Diferença entre a radioatividade e os raios-X:
– raios-x são produzidos quando uma substância (gás) é bombardeada;
– a radioatividade ocorre espontaneamente.

7. Pierre e Marie Curie
Henri
Becquerel
Wilhelm
Röntgen
Imagem: Paul Nadar /
United States Public
Domain

8. Partículas subatômicas

10. Radiações α,  e 
Emissão Símbolo Penetração Ionização Desvio
Alfa 24 Baixa Alta Pequeno
Beta -10 Alta Média Grande
Gama 00 Altíssima Baixa Não desvia

11. Imagem:
Alpha
particles
are
stopped
by
a
sheet
of
paper
whilst
beta
particles
halt
to
an
aluminium
plate.
Gamma
radiation
is
dampened
when
it
penetrates
matter.
Gamma
rays
can
be
stopped
from
4
meters
of
lead
/
Publi
c
Domain.
As partículas Alpha são paradas por uma folha de papel,
enquanto as partículas Beta só são paradas por uma placa de
alumínio. Já as partículas de radiação Gama penetram a
matéria, sendo paradas completamente por uma parede de
chumbo de 4 metros de espessura.

12. 1ª Lei da Radioatividade/ 1ª Lei de Soddy
“Quando um átomo sofre um decaimento alfa (α), o seu número atômico (Z) diminui
duas unidades e o seu número de massa (A) diminui quatro unidades”.

13. 2ª Lei da Radioatividade/ 2ª Lei de Soddy
"Quando um átomo emite uma partícula beta, seu número atômico (Z) aumenta uma
unidade e seu número de massa (A) permanece o mesmo.”

14. Onda Gama ()
O somatório do numero de massa e carga elétricas antes e depois da emissão
gama são iguais.

15. Exercício 1

16. Exercício 2

17. Tempo de meia-vida
 Observou-se experimentalmente que uma quantidade
inicial de uma amostra radioativa se reduz pela metade
em intervalos de tempo iguais e regulares;
Ex:
100 g  50 g  25 g  12,5 g
X= tempo de meia-vida
Logo:
 Tempo necessário para a desintegração de metade dos
átomos radioativos de uma amostras;
m= mo/2x
m: massa final
mo: massa inicial (mo)
x+: quantidade de meia-
vida
T=p*x
T: tempo de desintegração do
material radioativo,
P: meia-vida
x: número decorrido de meias-
vidas pelo material.

18. Decaimento do Césio 137
200
100
50
25
12.5
6.25
0
50
100
150
200
250
0 30 60 90 120 150 180
Massa
da
amostra
(
gramas)
Tempo de meia-vida (anos)

19. Exercício 3
(UPE) A meia-vida do isótopo 88Ra226 é igual a 2310 anos. Depois de quanto
tempo a atividade de uma amostra desse isótopo radioativo se reduz de 75% da
atividade radioativa inicial?
a) 2310 anos.
b) 4620 anos.
c) 9200 anos.
d) 6930 anos.
e) 231 anos.

20. Exercício 4
Sabendo que, após 15 minutos de observação, a massa da amostra de um isótopo
radiativo sofre uma redução de 144 mg para 18 mg, qual será o valor da meia-vida
desse isótopo?
a) 3 min.
b) 5 min.
c) 6 min.
d) 10 min.
e) 15 min.

21. A energia que mantém os prótons e nêutrons juntos no núcleo é a ENERGIA NUCLEAR, isto é, a
energia de ligação dos nucleons (partículas do núcleo).
1.6 fm = 1.6 x 10-15 m é a
distância média entre um
próton e um nêutron.
Imagem: Da esquerda para
direita: (1) Estrutura quark
do próton (2) Estrutura
quark do nêutron /
Autor: Arpad Horvath/
GNU Free Documentation License
1.6 fm
ENERGIA NUCLEAR

22. FISSÃO NUCLEAR
É um processo de liberação de energia nuclear
baseado na possibilidade de partir ou dividir o
núcleo de um átomo pesado, isto é, com muitos
prótons e nêutrons, em dois núcleos menores,
através do impacto de um nêutron.
Imagem:
Fissão
nuclear
do
Uranio
235
/
Autor:
Stefan-Xp
/
GNU
Free
Documentation
License
A energia liberada dessa fissão será em
forma de energia térmica (calor).

23. Reação em cadeia
Em cada reação de fissão nuclear resultam, além dos
núcleos menores, são liberados dois a três nêutrons,
como consequência da absorção do nêutron que
causou a fissão. Torna-se, então, possível que esses
nêutrons atinjam outros núcleos, sucessivamente,
liberando muito calor. Tal processo é denominado
reação de fissão nuclear em cadeia ou, simplesmente,
reação em cadeia.

24. Controle da reação nuclear em cadeia
A forma de controlar a reação em cadeia
consiste na eliminação do agente
causador da fissão: o nêutron. Não
havendo nêutrons disponíveis, não pode
haver reação de fissão em cadeia. Alguns
elementos têm a propriedade de serem
bons absorvedores de nêutrons, sendo
algum deles:
 O boro na forma de ácido bórico ou de
metal;
 O cádmio em barras metálicas.
A grande aplicação do controle da reação em cadeia
é nos reatores nucleares, para a geração de energia
elétrica. A figura abaixo mostra o interior de um
reator, onde essas barras representam aos materiais
absorvedores dos nêutrons. Quando as barras
descem totalmente, a reação é completamente
interrompida.

25. Um Reator Nuclear, para gerar energia elétrica, é, na verdade, uma Central Térmica, onde a
fonte de calor é o urânio-235, em vez de óleo combustível ou de carvão. É, portanto, uma
Central Térmica Nuclear.
Reator
Bomba
Condensador
Núcleo do
Reator
Energia
Elétrica
Turbina Gerador
Resfriador
Válvulas de Controle
Água
Super Crítica
Imagem:
Diagrama
extraído
do
roadmap
Generation
IV
publicado
pelo
US
Department
of
Energy
e
simplificado
para
remover
agrupamento
excessivo
/
Autor:
US
Department
of
Energy
Nuclear
Energy
Research
Advisory
Committee/
Public
Domain
in
the
US

26. A grande vantagem de utilizar uma central térmica de energia é a enorme quantidade de energia
gerada com pouco material usado (o urânio):
Imagem: Padrão de ensaio de Urânio metal/
Autor: United States Department of Energy/
Public Domain in the US
10g 700 Kg
Imagem: Ilustração ortográfica de um barril
de petróleo/ Autor: Amiralis /Creative Commons
Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.
1.200 Kg
Imagem: Produção de carvão /
Autor: Frank Behnsen / GNU Free
Documentation License
Note que 10g de urânio-235 gera a mesma quantidade de
energia que 700kg de óleo e 1.200 Kg de carvão !!

27. • A manipulação do material radioativo;
• Possibilidade de desvio clandestino de material
nuclear;
• Problema de armazenamento dos rejeitos
radioativos das usinas.
Os três principais problemas do uso da Energia Nuclear

28. Fusão Nuclear
É o processo no qual dois ou mais núcleos
atômicos se juntam e formam um outro
núcleo de maior número atômico.
A fusão nuclear requer muita energia para
acontecer e geralmente liberta muito mais
energia que consome.
Criação de elementos artificiais.
Imagem:
Diagrama
de
fusão
/
Autor:
Borb
/
GNU
Free
Documentation
License

29. Algumas informações sobre o uso da energia
nuclear no mundo
 A energia nuclear é responsável por cerca de 16% da demanda de eletricidade do mundo;
 Os Estados Unidos da América lideram a produção de energia nuclear e em países como a
França, a Suécia, a Finlândia e a Bélgica, 50 % da energia elétrica consumida provém de usinas
nucleares;
 No Brasil, está funcionando a Usina Nuclear Angra 2, sendo que a produção de energia
elétrica é em pequena quantidade, que não dá para abastecer toda a cidade do Rio de Janeiro;
 No âmbito governamental, está em discussão a construção da Usina Nuclear Angra 3 por
causa do déficit de energia no país.

30. Efeitos da Radiação nos Seres Vivos
 Os efeitos da radioatividade nos seres vivos manifestam-se em dois níveis:
 Nível somático, cuja expressão máxima é a morte;
 Nível genético, responsável pelo aumento de mutações cromossômicas,
podendo originar aberrações genéticas nas gerações posteriores.
 Quando uma radiação incide num tecido biológico, altera as características
químicas das moléculas destes tecidos, formando-se radicais intracelulares que, ou
matam a célula, ou originam divisões não controláveis.
 No primeiro caso, o organismo elimina e substitui as células mortas, mas no
segundo caso, geralmente formam-se tumores malignos.

31. Chernobyl - Abril de 1986 - Acidente de Chernobyl
Em 26 de abril de 1986, ocorreu na Ucrânia o pior acidente
nuclear da história. Causado por falha humana, o acidente
aconteceu por problemas em hastes de controle do reator
que foram mal projetadas e por erros no manuseio da
máquina. Dentre as consequências do acidente cita-se a
poeira radioativa que tomou conta do local e a
contaminação dos seres viventes da região
Fonte: http://www.greenpeace.org/brasil/photosvideos/photos/vis-o-do-reator-4-da-usina-nuc

32. Césio 137 em Goiânia - Setembro de 1987
Foi o maior acidente radioativo do Brasil e o maior
do mundo ocorrido fora das usinas nucleares.
Ocorreu no dia 13 de setembro de 1987, em
Goiânia, Goiás. Centenas de pessoas foram
contaminadas pelas radiações.
Fonte:
http://www.clicabrasilia.com.br/fotos
/20070923/23bra23f1aa.jpg

33. Agosto 1945 - Bombas Atômicas dos EUA
sobre Hiroshima e Nagasaki (rendição
japonesa).
(mais de 300 mil mortos no total...).
Imagem: FEMA News Photo / Public Domain
Hiroshima

34. Imagem: Autor desconhecido / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Germany

35. Imagem: Bittner / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Germany

36. Imagem:
Autor
desconhecido
/
National
Archives
and
Records
Administration
/
Domínio
público
Imagem: Autor desconhecido / Public Domain

37. Como funciona uma bomba nuclear?

38. Radioatividade Sievet
(s = J/Kg)
Efeitos no organismo humano
Até 250 msv Lesões cutâneas de total recuperação possível.
250 a 1000 msv • Doença da radiação: anemia por lesões na medula óssea;
• Alterações nos glóbulos brancos, aumentando o risco de infecções;
• Hemorragias por perda da capacidade de coagulação;
• Lesões na mucosa do estômago e dos intestinos, com vômitos, diarreias,
debilidade e úlceras;
• é possível uma cura total.
1 a 4 sv Dose semi-letal: doença grave por radiação, mortal em 50% dos casos, por
destruição da medula, lesões encefálicas e cardiovasculares, e hemorragias
internas espontâneas.
5 a 30 sv Dose letal: danos graves no sistema nervoso, morte certa no prazo de 3 dias.

39.  São aquelas capazes de modificar (ionizar) a estrutura
de átomos e moléculas, podendo danificar as células
e alterar o DNA, o que gera doenças graves;
 ex.: Raios X e exames de tomografia
computadorizada.
RADIAÇÕES IONIZANTES

40.  A capacidade de interação da radiação ionizante com a matéria
permite que ela seja utilizada (controladamente) em diversas áreas,
como:
 na indústria alimentícia, para a conservação de alimentos;
 na agricultura;
 na medicina;
 na geração de energia, nas usinas nucleares.
RADIAÇÕES IONIZANTES
USOS

41. RADIAÇÕES IONIZANTES USOS
Indústria alimentícia
 Em muitos alimentos vendidos em supermercados é utilizada a
técnica da irradiação, visando a uma maior conservação destes;
 o produto dura mais quanto maior for a intensidade da radiação;
 obs.: a quantidade de bactérias causadoras de doenças
(patogênicas) diminui num alimento irradiado.

42. O mamão e a banana irradiados permanecem mais tempo verdes,
evitando que o alimento fique podre logo em decorrência do
amadurecimento.
Imagem:
Tomwsulcer
/
Creative
Commons
CC0
1.0
Universal
Public
Domain
Dedication.
Imagem:
Surya
Prakash.S.A.
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported
license.
Imagem:
David
Monniaux
/
GNU
Free
Documentation
License.
Imagem:
Steve
Hopson,
www.stevehopson.com
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
2.5
Generic
license.

43. Situação de cebolas irradiadas seis meses depois (direita)
e cebolas não irradiadas (esquerda)
Imagem: Tahir mq / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Unported license.
Imagem: Jamain / GNU Free Documentation License.

44. Diferença entre morangos não irradiados (esquerda) e
irradiados (direita)
Imagem: Rasbak / GNU Free Documentation
License.
Imagem: David Monniaux / GNU Free Documentation License.

45. Imagem: Original uploader foi CALTD no en.wikipedia / Domínio
Público no EUA.
RADURA: Símbolo internacional
utilizado para identificar alimentos
que foram irradiados.
Obs.: é importante ressaltar que, ao
ser irradiado, o alimento/objeto não
fica radioativo (emitindo radiação).
O processo de irradiação é
semelhante ao que é utilizado no
micro-ondas doméstico.

47. Datação 14C
Em organismos vivos, a concentração de 14C é constante:
10 ppb;
Tempo de meia-vida de 14C = 5730 anos.
Datação de até 50 mil anos;
*Fósseis com mais de 50
mil, utiliza-se o Urânio.