RADIOATIVIDADE. Radioatividade Histórico: Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio.

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1 RADIOATIVIDADE

2 Radioatividade Histórico: Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila : K 2 (UO 2 )(SO 4 ) 2, conseguia impressionar chapas fotográficas. Henry Becquerel 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).

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. Sua trajetória era desviada

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 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 ( 2 α 4 ) : partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons. 1-Emissões alfa ( 2 α 4 ) : partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons. Velocidade média : 20000 km/s. Velocidade média : 20000 km/s. Poder de penetração : pequeno, são detidas por pele, folha de papel ou 7 cm de ar. 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. 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 α 4 + Z - 2 Y A -4 Z X A = 2 α 4 + Z - 2 Y A -4 Ex: 92 U 235 = 2 α 4 + 90 Th 231 Ex: 92 U 235 = 2 α 4 + 90 Th 231

9 2-Emissões beta ( -1 β 0 ) : partículas com carga elétrica negativa e massa desprezível (elétrons atirados para fora do núcleo). 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." 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 = -1 β 0 + Z + 1 Y A Ex: 83 Bi 210 = -1 β 0 + 84 Po 210

11 3-Emissões gama( 0 γ 0 ) : 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. 3-Emissões gama( 0 γ 0 ) : 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.

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13 Partículas usadas nas reações nucleares: Alfa = 2 α 4 Alfa = 2 α 4 Beta = -1 β 0 Beta = -1 β 0 Gama = 0 γ 0 Próton = 1 p 1 Deutério = 1 d 2 Nêutron = 0 n 1 Pósitron = +1 β 0

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: 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 1 H 1 = 2 He 4 + outras partículas + energia (Condições de temperatura e pressão: 106 ºC, 104 atm)

18 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 -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

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21 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 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

22 FAMÍLIAS RADIOATIVAS NATURAIS SÉRIE DO URÂNIO SÉRIE DO ACTÍNIO SÉRIE DO TÓRIO Urânio-238 4,5.10 9 de anos   Tório-234 24,1 dias   Protactínio-234 1,14 minutos   Urânio-234 2,7.10 5 anos   Tório-230 8,3.10 4 anos   Rádio-226 1 590 anos   Radônio-222 3,825 dias   ***..  Polônio-210 140 dias   Chumbo-206 estável Urânio-235 7,13.10 8 de 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 1,39.10 10 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 estável

23 FIM