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A RADIOATIVIADE NA MEDICINA DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS: 131 I: Tireóide. 32 P : Tumores dos olhos e câncer de pele. 197 Hg : Tumores cerebrais. 24 Na :

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3 A RADIOATIVIADE NA MEDICINA DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS: 131 I: Tireóide. 32 P : Tumores dos olhos e câncer de pele. 197 Hg : Tumores cerebrais. 24 Na : Obstruções do sistema circulatório. TRATAMENTO DE DOENÇAS: 60 Co: câncer. 131 I: câncer na tireóide.

4 Por meio da irradiação, carnes e frutas podem ser esterilizados (ficando livres de fungos e bactérias) ou ser conservados por um tempo mais prolongado A RADIOATIVIADE NA AGRICULTURA

5 A RADIOATIVIDADE NA ARQUEOLOGIA E GEOLOGIA Os três métodos mais comuns de DATAÇÃO são os baseados nas seguintes desintegrações: 238 U 206 Pb para : usado na datação de rochas. 40 K Ar para : usado na datação de rochas.

6 14 C Npara : usado na datação de fósseis.

7 A RADIOATIVIDADE FONTE DE ENERGIA REATOR NUCLEAR: É um dispositivo que permite controlar o processo de fissão nuclear A energia liberada durante o processo é usada para transformar água líquida em vapor, que faz girar uma turbina, gerando energia elétrica

8 ARMAZENAMENTO DO LIXO NUCLEAR

9 ARMAS NUCLEARES

10

11 É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos de números atômicos maiores que 82 A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo do átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR

12 As emissões radioativas não são afetadas pelas variações de temperatura, pressão, estado físico, etc

13 As emissões radioativas naturais quando são submetidas a um campo magnético ou elétrico sofre uma subdivisão em três tipos bem distintos + +++++ +++ + –––––––––– material radioativo bloco de chumbo campo magnético placa fluorescente emissão beta emissão gama emissão alfa

14 ( ) São partículas constituídas por 2 PRÓTONS e 2 NÊUTRONS, que são jogados, em alta velocidade, para fora de um núcleo instável As partículas alfa possuem carga elétrica + 2, devido aos prótons, e massa igual a 4

15 2 4

16 Em 1911, Frederick Soddy enunciou a 1ª LEI DA RADIOATIVIDADE Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu número atômico diminui de duas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades

17 Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e de cargas elétricas nucleares UTh + 2 4 90 235 92 231

18 São constituídas por ELÉTRONS atirados, em altíssima velocidade, para fora de um núcleo instável

19 – 1 0

20 Como não existe elétron no núcleo, ele é formado a partir de um nêutron de acordo com o esquema: O próton permanece no núcleo; o elétron e o neutrino são atirados para fora do núcleo nêutron próton + elétron + neutrino n 1 e + p 0 1 +1 0 – 1 + 0 0

21 Soddy, Fajans, Russell enunciaram a 2ª LEI DA RADIOATIVIDADE Quando um núcleo emite uma partícula beta, seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa permanece inalterado

22 Bi Po 84 210 83 210 – 1 0 + Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e de cargas elétricas nucleares

23 As emissões gama são ondas eletromagnéticas semelhantes à luz 0 0

24 01)(Covest-2004)O núcleo atômico de alguns elementos é bastante instável e sofre processos radioativos para remover sua instabilidade. Sobre os três tipos de radiação, e, podemos dizer que: Ao emitir radiação,um núcleo tem seu número de massa aumentado. 0 0 1 1 Ao emitir radiação, um núcleo tem seu número de massa inalterado. 22 A radiação é constituída por núcleos de átomos de hélio 3 Ao emitir radiação, um núcleo não sofre alteração em sua massa. 3 Ao emitir radiação, um núcleo tem seu número atômico aumentado em uma unidade. 44

25 02) Quando um átomo emite uma partícula alfa e, em seguida, duas partículas beta, os átomos inicial e final: a) Têm o mesmo número de massa. b) São isótopos radioativos. c) Não ocupam o mesmo lugar na tabela periódica. d) Possuem números atômicos diferentes. e) São isóbaros radioativos. A Y X Z 2 ++ – 1 0 2 4 Z A A = 4 + A Z = 2 – 2 + Z Z = Z Têm mesmo número atômico e diferentes números de massa, então, são ISÓTOPOS

26 03) Ao se desintegrar, o átomo Rn emite 3 partículas alfa e 4 partículas beta. O nº atômico e o nº de massa do átomo final são, respectivamente: 86 222 a) 84 e 210. b) 210 e 84. c) 82 e 210. d) 210 e 82. e) 86 e 208. 3 Rn X 86 4 ++ – 1 0 2 4 Z A 86 = 3 x 2 + 4 x (– 1) + Z Z = 86 – 2 Z = 84 86 = 6 – 4 + Z 222 = 3 x 4 + 4 x 0 + A 222 = 12 + A 222 – 12 = A A = 210

27 04) Na transformação U em Pb, quantas partículas alfa e quantas partículas beta foram emitidas por átomo de urânio inicial? 92 238 82 206 a) 8 e 6. b) 6 e 8. c) 4 e 0. d) 0 e 4. e) 8 e 8. 82 206 x 238 UPb 92 y++ – 1 0 2 4 238 = 4 x x + 206 4 x x = 238 – 206 4 x x = 32 x = 32 : 4 x = 8 partículas alfa 92 = 2 x 8 – y + 82 92 = 16 – y + 82 y = 98 – 92 y = 6 partículas beta

28 05) Na família radioativa natural do tório, parte-se do tório, Th, e chega-se no Pb. Os números de partículas alfa e beta emitidas no processo são, respectivamente: 90 232 82 208 a) 1 e 1. b) 4 e 6. c) 6 e 4. d) 12 e 16. e) 16 e 12. 82 208 x 232 ThPb 90 y++ – 1 0 2 4 232 = 4 x x + 208 4 x x = 232 – 208 4 x x = 24 x = 24 : 4 x = 6 partículas alfa 90 = 2 x 6 – y + 82 90 = 12 – y + 82 y = 94 – 90 y = 4 partículas beta

29 06) (UFF-RJ) Dada a série do urânio abaixo representada, assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o número de nêutrons, prótons e elétrons emitidos na desintegração de um núcleo de U até Pb. 92 238 82 206 a) 32, 32 e 10. b) 16, 16 e 6. c) 10,10 e 5. d) 8, 8 e 6. e) 8, 8 e 5. 82 206 x 238 UPb 92 y++ – 1 0 2 4 238 = 4 x x + 206 4 x x = 238 – 206 4 x x = 32 x = 32 : 4 x = 8 partículas alfa 92 = 2 x 8 – y + 82 92 = 16 – y + 82 y = 98 – 82 y = 6 partículas beta NÊUTRONS 8 x 2 = 16 PRÓTONS 8 x 2 = 16 ELÉTRONS 6 x 1 = 6

30 O poder de ionização das emissões se encontra na seguinte ordem crescente: <<

31 FOLHA DE PAPEL 2 mm de CHUMBO 6 cm de CHUMBO < <

32 01) Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suas respectivas características: 1. alfa. 2. beta. 3. gama. Possui alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano. 3 2 3 1 São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível São ondas eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa. São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras leves. A seqüência correta, de cima para baixo, é: a) 1, 2, 3, 2. b) 2, 1, 2, 3. c) 1, 3, 1, 2. d) 3, 2, 3, 1. e) 3, 1, 2, 1.

33 É o conjunto de elementos que têm origem na emissão de partículas alfa e beta, resultando, como elemento final, um isótopo estável do chumbo

34 SÉRIES RADIOATIVAS NOME DA SÉRIE1º ELEMENTOÚLTIMO ELEMENTO Existem três séries radioativas naturais e uma artificial Nº DE MASSA TÓRIO URÂNIO ACTÍNIO NETÚNIO Th Pb 232 90 82 208 4n 4n + 1 4n + 2 4n + 3 U Pb 92 238206 82 U Pb 92 235 207 82 Np Bi 93 237 209 83

35 Th 90 232 Ra 88 228 Ac 89 228 Th 90 228 Ra 88 224 Rn 86 220 Po 84 216 Pb 82 212 Bi 83 212 Po 84 212 Pb 82 208 78 80 82 84 86 88 90 92

36 Np 93 237 Pa 91 233 U 92 233 Th 90 229 Ra 88 225 Ac 89 225 Fr 87 221 At 85 217 Bi 83 213 Po 84 213 Pb 82 209 Bi 83 209 94 80 82 84 86 88 90 92

37 78 80 82 84 86 88 90 92 U 238 Th 90 234 Pa 91 234 U 92 234 Th 90 230 Ra 88 226 Rn 86 222 Po 84 218 At 85 218 Bi 83 214 Po 84 214 Pb 82 210 Pa 83 210 Po 84 210 Pb 82 206

38 78 80 82 84 86 88 90 92 U 235 Th 90 231 Pa 91 231 Ac 89 227 Th 90 227 Ra 88 223 Rn 86 219 Po 84 215 At 85 215 Bi 83 211 Po 84 211 Pb 82 207

39 Podemos identificar a série radioativa de um nuclídeo através das expressões: O número de massa (A) dos elementos desta série é representado pela expressão: A = 4 x n Ra 236 459 : = com resto zero, isto é, 236 = 4 x 59

40 O número de massa (A) dos elementos desta série é representado pela expressão: A = 4 x n + 2 Th 234 458 : = com resto 2, isto é, 234 = 4 x 58 + 2

41 O número de massa (A) dos elementos desta série é representado pela expressão: A = 4 x n + 3 Pa 234 231 457 : = com resto 3, isto é, 231 = 4 x 57 + 3

42 É o tempo necessário para que a quantidade de uma amostra radioativa seja reduzida à metade momo momo m= x P 2 P momo 4 P momo 8 P... momo 16 momo 2 t = x. P

43 01) Uma substância radiativa tem meia-vida de 8h. Partindo de 100 g do material radiativo, que massa da substância radiativa restará após 32 h? a) 32 g. b) 6,25 g. c) 12,5 g. d) 25 g. e) 50 g. m 0 =100g t =32 h P =8 h m =? m= x momo 2 t = x. P x = t : P 100 x = 32 : 8 x = 4 4 = 16 100 =6,25g 100g 8 h 50g 8 h 25g 8 h 12,5g 8 h 6,25g outro modo de fazer

44 02) O iodo 125, variedade radioativa do iodo com aplicações medicinais, tem meia-vida de 60 dias. Quantos gramas do iodo 125 irão restar, após 6 meses, a partir de uma amostra contendo 2,0g do radioisótopo? a) 1,50g. b) 0,75g. c) 0,66g. d) 0,25g. e) 0,10g. m 0 =2,0 g t =6 meses P =60 dias m =? =2 meses = P t =3 meias-vidas x m= x momo 2 2 3 = 8 2 =0,25g 6 2

45 03) Um elemento radiativo tem um isótopo cuja meia – vida é 250 anos. Que percentagem da amostra inicial, deste isótopo, existirá depois de 1000 anos? a) 25%. b) 12,5%. c) 1,25%. d) 6,25%. e) 4%. m 0 =100% t =1000 anos P =250 anos m =? = P t =4 meias-vidas x m= x momo 2 250 4 = 16 100 =6,25% 1000 100

46 Verifica-se que o PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO ou MEIA-VIDA é aproximadamente 70% da VIDA MÉDIA do respectivo isótopo radioativo

47 01) Qual a vida – média dos átomos de uma amostra radioativa, sabendo que, em 63 h de de desintegração, 40g dessa amostra se reduzem a 5g? a) 21 h. b) 15 h. c) 7 h. d) 30 h. e) 63 h. m 0 =40g t =63 h P = m =5g VMVM =? 40g20g10g5g PP P x =3 meias-vidas t x3 63 21 h P = 0,7 x VMVM = 21 = 0,7 x VMVM VMVM = 21 0,7 =30 h

48 O lançamento de partículas contra o núcleo de um átomo, realizado em condições controladas de laboratório, transforma um átomo em outro Esta transformação recebe o nome de TRANSMUTAÇÃO ARTIFICIAL NO 2 2 4 2 ++ p 1 1

49 É a divisão de um núcleo em dois núcleos menores, com a liberação de uma quantidade de energia muito grande Uma fissão nuclear importante é reação que explica o princípio de funcionamento da bomba atômica U Kr n Ba ++ 92 235 56 140 36 93 0 1 n+ 0 1 3

50 01) (Covest – 98) Uma das mais famosas reações nucleares é a fissão do urânio usada na bomba atômica: U X n Ba ++ 92 235 56 139 Z A 0 1 n+ 0 1 3 Qual o valor do número atômico do elemento X, nesta reação? 92 +Z56 = – Z =9256 Z =36

51 02) Na reação de fissão: U....... n Rb ++ 92 235 37 90 Ce a) 0 1 n+ 0 1 2 O produto que está faltando é o: b) c) d) e) La Sm Eu Cs 144 58 146 57 160 62 157 63 144 55 X Z A ++ 235 901 +2A= – 236 92 =144A=A + 92 37 Z= – 92 37 Z= =55Z

52 É a junção de núcleos atômicos produzindo um núcleo maior, com liberação de uma grande quantidade de energia Este processo ocorre no sol, onde núcleos de hidrogênio leve se fundem, formando núcleos de hélio, com liberação de grande quantidade de energia 1 HeH 1 energia+4 2 4 +1 0 + 2

53 01) Na reação de fusão nuclear representada por: 1 nH 3 + 4 0 1 + 1 H 2 E Ocorre liberação de um nêutron (n). A espécie E deve ser: a) 2 prótons e 2 nêutrons. b) 2 prótons e 3 nêutrons. c) 2 prótons e 5 nêutrons. d) 2 prótons e 3 elétrons. e) 4 prótons e 3 elétrons. + 2 3 +1A= A = 5–1 A = 4 + 1 1 Z= Z = 2 E 2 2 prótons N=4–2= 2 nêutrons

54 02) (Covest – 2006) Os elementos químicos, em sua maioria, foram, sintetizados através de processos nucleares que ocorrem em estrelas. Um exemplo está mostrado na seqüência de reações abaixo: He 4 + 4 I ) Be 8 He 3 + Be 8 II ) C 12 + Destas reações, podemos afirmar que: 1) São reações de fissão nuclear. 2) Na reação (II), deveria estar escrito He no lugar de He. 3) He e He são isótopos. Está(ão) correta(s): a) 1, 2 e 3 b) 1 apenas c) 3 apenas d) 1 e 2 apenas e) 2 e 3 apenas 4 4 3 8 3 As reações produzem núcleos maiores que os iniciais, então, é uma FUSÃO F +3=12+0se4 V São átomos de mesmo elemento químico e diferentes números de massa, então são ISÓTOPOS V

55 03) Na determinação da idade de objetos que fizeram parte de organismos vivos, utiliza-se o radioisótopo C, cuja meia-vida é em torno de 5700 anos. Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação possuíam C radioativo em quantidade de 6,25% daquela dos animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade aproximada de: 14 a) 5700 anos. b) 11400 anos. c) 17100 anos. d) 22800 anos. e) 28500 anos. 100% 50% 25%12,5%6,25% 5700 a x 5700 5700 a t = xP4 22800 anos t =

56 04) O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera grande quantidade de Sr radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser este isótopo a única contaminação radioativa e que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade Sr se reduzir, por desintegração a 1/16 da quantidade inicialmente presente, o local poderá ser habitado novamente a partir do ano de: 38 90 38 90 a) 2014. b) 2098. c) 2266. d) 2986. e) 3000. momo 2 momo 28 anos x 28 28 anos t = xP 4 112 anos t = momo 4 28 anos momo 8 momo 16 Será habitado em: 1986+112=2098


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