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Formação em ação Secretaria de Estado da Educação do Paraná – SEED/PR Oficina de Química 1.

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1 Formação em ação Secretaria de Estado da Educação do Paraná – SEED/PR Oficina de Química 1

2 Formação em ação RADIOATIVIDADE 2

3 Para pensar.... 3

4 Formação em ação A radioatividade é um processo no qual um núcleo instável emite partículas, aleatoriamente, visando estabilizar-se. Conceito 4

5 Formação em ação 5

6 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). 6

7 Formação em ação 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. Essa propriedade era semelhante à dos raios X descobertos um ano antes por Wilhelm Conrad Röntgen. Henry Becquerel Série Mundos invisíveis - Vídeo 6 7

8 Formação em ação Em abril de 1898, a polonesa Marie Curie percebeu que, além do urânio, outro elemento conhecido, o tório, também emitia os tais raios. Em julho do mesmo ano, com a ajuda do marido, o físico francês Pierre Curie, descobriu um novo elemento que chamou de polônio e alguns meses depois ambos descobriram um elemento ainda mais radioativo: o rádio. ciencias_mariecurie 8

9 Formação em ação O Prêmio Nobel de Física de 1903 foi dividido, metade concedido Antoine Henri Becquerel "em reconhecimento pelos extraordinários serviços que ele tem prestado por sua descoberta da radioatividade espontânea", a outra metade em conjunto com Pierre Curie e Marie Curie, née Sklodowska "em reconhecimento pelos extraordinários serviços prestados por eles suas pesquisas conjuntas sobre os fenômenos da radiação descobertos pelo professor Henri Becquerel ". Photos: Copyright © The Nobel Foundation Antoine Henri Becquerel Pierre Curie Marie Curie, née Sklodowska PRÊMIO NOBEL DE FISICA

10 Formação em ação PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA Photos: Copyright © The Nobel Foundation Marie Curie, née Sklodowska Nascimento: 07 de novembro de 1867, em Varsóvia, Império Russo (hoje Polônia) Morte: 04 de julho de 1934, Sallanches, França Filiação no momento da premiação: Universidade Sorbonne, Paris, França Prêmio motivação : "em reconhecimento dos seus serviços para o avanço da química pela descoberta dos elementos rádio e polônio, pelo isolamento de rádio e o estudo da natureza e dos compostos deste elemento notável" Campo: Química Nuclear 10

11 Formação em ação “Febre da radioatividade”  Como a radioatividade era um fenômeno diverso daqueles já descritos pela ciência, especulava-se que ela seria capaz de prover respostas a questões aparentemente insolúveis.  O grande interesse suscitado pela radioatividade levou ao aparecimento de “teorias” que visavam justificar a aplicação de terapias e a oferta dos mais diversos produtos com radioatividade adicionada, prometendo ao consumidor a satisfação de “haurir proveito da nova maravilha da ciência” (Hering, 1924). 11

12 Formação em ação Produtos com radioatividade adicionada e suas finalidades 12

13 Formação em ação 13

14 Formação em ação “Radio e Beleza”, propaganda de produtos radioativos de beleza para mulheres, prometendo felicidade e satisfação às consumidoras. Reproduzido sob permissão de Duke University, copyright ©1918 Produtos de beleza 14

15 Formação em ação Compressa radioativa “Cosmos Radioactive Pad” (1928). Reproduzido sob permissão de Oak Ridge Associated Universities, copyright ©1998 Produtos médico-farmacêutico 15

16 Formação em ação “Radium Radia” (1905), água contendo radioatividade adicionada. Contudo, tratava-se de uma fraude. Reproduzido sob permissão de Oak Ridge Associated Universities, copyright ©1998 Produtos fraudulentos 16

17 Formação em ação Série Mundos invisíveis - Vídeo 7 atom_choq_titas_2_6  Ernest Rutherford ( ).  1898 – descoberta das partículas  (alfa) e  (beta): Rutherford acreditava ser positiva Rutherford acreditava ser negativa 17  Realizou a primeira transmutação de elementos químicos.

18 Formação em ação Ernest Rutherford Nascimento: 31 de agosto de 1871, Nelson, Nova Zelândia Morte: 19 de outubro de 1937, em Cambridge, Reino Unido Filiação no momento da Premiação: Victoria University, Manchester, Reino Unido Prêmio motivação: "por suas investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas" Campo: Química Nuclear PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA Photos: Copyright © The Nobel Foundation 18

19 Formação em ação  1900 – Paul Villard (na França)  Descoberta das radiações  (gama): Não apresentavam carga elétrica 19

20 Formação em ação  Alguns anos antes da Segunda Guerra Mundial, vários grupos de pesquisadores tentavam obter novos elementos químicos bombardeando o urânio com nêutrons (Fissão Nuclear).  1942 – Enrico Fermi e sua equipe;  Primeiro reator nuclear com a finalidade de executar a fissão nuclear em laboratório para que se pudesse compreendê-la melhor, a fim de aproveitá-la como fonte de energia. 20

21 Formação em ação O que veremos a seguir: FÍSICAQUÍMICA Emissões nucleares ( ,  e  ) Aplicações da radioatividade Fissão e Fusão Nuclear Datação por Carbono 14 Período de meia-vidaAcidentes nucleares Leis da radioatividadeEfeitos no organismo Aceleradores de partícula Recursos didáticos Usinas nucleares Debate: Radiação - Bem ou mal? 21

22 Formação em ação Aplicações 22

23 Formação em ação Química nuclear na medicina Dois usos distintos de radioisótopos: terapia e diagnóstico 23

24 Formação em ação Uso terapêutico 24

25 Formação em ação Radioterapia Paciente sendo tratado mediante uso da radioterapia, provavelmente para câncer de tireoide. 25

26 Formação em ação Uso em diagnósticos 26

27 Formação em ação O primeiro traçador radioativo  Gyorgy Hevesy ( );  Em 1911;  Amostra de Tório

28 Formação em ação Um radioisótopo ideal:  Emitir radiação gama;  Tempo de meia vida ideal;  Radioisótopo que atende bem a essas características: 99m Tc  99 Tc +  A energia da radiação emitida pelo 99m Tc é idealmente correta, e o t 1/2 é de 6 horas. O isótopo é largamente empregado na varredura dos rins, fígado, bexiga, cérebro e pulmões 28

29 Formação em ação Um exemplo prático bem conhecido é o uso do iodo-131 (I- 131), que emite partícula beta, radiação gama e tem meia- vida de oito dias. O elemento iodo, radioativo ou não, é absorvido pelo organismo humano preferencialmente pela glândula tireoide, onde se concentra. Fotoscan com I-131 da glândula tireoide de um paciente obeso A área mais brilhante indica maior concentração do radioisótopo. Exemplo de radioisótopo: 29

30 Formação em ação Tipos de radiação - Medicina Tipo de radiaçãoFontes mais comuns Raios Alfa ( 4 He 2+ ) Rádio-226 Radônio-222 Polônio-210 Raios Beta (e - ) Trítio Estrôncio-90 Iodo-131 Carbono-14 Raios Gama (fótons) Cobalto-60 Césio-137 Produtos do decaimento do rádio-226 Tecnécio-99m Raios X (fótons) Césio

31 Formação em ação Cintilografia Exemplo de Cintilografia óssea.Nota-se um acúmulo do radiotraçador na região da bexiga. 31

32 Formação em ação Exemplo de Radiografia óssea. Radiografia 32

33 Formação em ação Tomografia computadorizada (CT) 33

34 Formação em ação Tomografia de emissão positrônica (PET) 34

35 Formação em ação Ressonância magnética nuclear (MRI) 35

36 Formação em ação Luminescência 36

37 Formação em ação Relógio atômico 37

38 Formação em ação 38

39 Formação em ação Datação por Radiatividade O corpo humano contém, aproximadamente, 3x10 26 átomos de carbono, dos quais 3x10 18 (10ppb) são átomos de carbono radioativo ( 14 C). 39 “A química do fazer – Carbono 14”

40 Formação em ação Bomba Atômica Explosão da bomba atômica em Nagasaki – Japão. Fonte: ba_at%C3%B4mica 40 “Fantástico - História da bomba atômica” “Bomba atômica Hiroshima – DC”

41 Formação em ação 41

42 Formação em ação Você já imaginou como uma única bomba atômica consegue causar tanta destruição? De onde vem tanta energia ? Comparando Energia 1 Kg de carvão libera energia suficiente para manter uma lâmpada de 100 watts acesa por 8 horas. 1 Kg de urânio-235 libera energia suficiente para manter a mesma lâmpada acesa por anos. 42

43 Formação em ação Bomba de Nêutrons 43  Criada para atenuar problemas das bombas nucleares;  Reduzido poder de impacto, porém com dez vezes mais proliferação de nêutrons;  Pequena devastação mecânica, efeitos concentrados nos seres vivos;  Em 1958 – explosão experimental da primeira bomba de nêutrons.  Potência 50 vezes menor que a bomba de hidrogênio e área de ação de 2 km 2.

44 Formação em ação O Acidente de Chernobyl pode ser considerado um exemplo dos danos que uma bomba suja pode causar. Bomba Suja 44

45 Formação em ação Vista de usina nuclear brasileira em Angra dos Reis (RJ). (Fonte da imagem: Sturm) Usinas nucleares 45

46 Formação em ação Projétil 30mm de Urânio Empobrecido Urânio empobrecido 46

47 Formação em ação USS Nautilus, o primeiro submarino nuclear da história, criado em Submarinos nucleares 47

48 Formação em ação 48 Usos na Agricultura

49 Formação em ação 49

50 Formação em ação 50

51 Formação em ação 51

52 Formação em ação 52 Usos na Indústria

53 Formação em ação  Fukushima - Japão, 2011  Tricastin - França, 2008  Mihama - Japão, 2004  Tokaimura - Japão, 1999  Tokai - Japão, 1997  Tomsk - Sibéria - Rússia, 1993  Goiânia - Brasil, 1987  Chernobyl - Ucrânia, 1986  Fukui - Japão, 1981  Erwin - EUA, 1979  Three Mile Island - EUA, 1979  Bohunice - Tchecoslováquia, 1977  Yucca Flat - EUA, 1970  Submarino K-19, 1961  Windscale - Inglaterra, 1957  Kyshtym - Rússia, 1957 Acidentes nucleares 53

54 Formação em ação Efeitos da radiação 54 “Cientistas explicam os efeitos da radiação no corpo humano e no meio ambiente JORNAL NACIONAL”

55 Formação em ação 55 Fonte: The Guardian e Radiologyinfo.org (in UOL) Efeitos da radiação

56 Formação em ação Trabalhando em sala de aula Debates através da utilização de notícias: anos do desastre de Chernobyl: mitos e verdades da energia atômica mitos-e-verdades-da-energia-atomica.htm#ixzz2CVV8psfj mitos-e-verdades-da-energia-atomica.htm#ixzz2CVV8psfj  Exemplo: site do Greenpeace Brasil  Exemplo: notícias internet Manifestantes do Greenpeace protestam contra o programa nuclear brasileiro (Fonte da imagem: EFE)

57 Formação em ação 57 Exemplos de vídeos  Assim como os utilizados nesta formação.

58 Formação em ação 58 Simuladores Simulador: Propriedades das emissões radioativas - cargas

59 Formação em ação 59 Exemplos de atividades

60 Formação em ação 60 REFERÊNCIAS  VÁRIOS AUTORES. Química: Livro didático público. 2. ed. Curitiba: SEED-PR, v. p (Ensino médio).  FONSECA, Martha Reis Marques Da. Química. 1. ed. São Paulo: FTD, v. (Meio ambiente, cidadania, tecnologia). P e P (Orientações para o professor).  REVISTA ELETRÔNICA DO DEPARTAMENTO DE QUÍMICA - UFSC. Química nuclear na medicina. Florianópolis, [20--]. Disponível em:. Acesso em: 10 out  MAURÍCIO SAVARESE. Proeminência internacional do Brasil não depende mais de lula, dizem analistas., Disponível em:. Acesso em: 06 nov  RODRIGO DA SILVA LIMA; LUIZ CLÁUDIO FERREIRA PIMENTEL; JÚLIO CARLOS AFONSO. O despertar da radioatividade ao alvorecer do século xx. Química nova na escola. São Paulo, v. 33, n. 2, p maio 2011.

61 Formação em ação REFERÊNCIAS 61  PAULA HOMEM DE MELLO. Radioatividade e a polêmica história das suas aplicações., Instituto de Química de São Carlos - USP, Disponível em:. Acesso em: 06 nov  ÁTOMO: choque de titãs: parte 2 de 6. Produção de BBC. Inglaterra: BBC, outro (10 min 07 s), color. Disponível em, acesso em 10 out  The Nobel Prize in Physics 1903". Nobelprize.org. 12 Nov  "FANTÁSTICO". Mundos invisíveis., Rede Globo de Comunicação, Disponível em:. Acesso em: 10 out  The Nobel Prize in Chemistry 1908". Nobelprize.org. 12 Nov  UFPEL. Histórico da radioatividade., Disponível em:. Acesso em: 10 out  The Nobel Prize in Chemistry 1911". Nobelprize.org. 17 Nov 2012

62 Formação em ação 62  CIENTISTAS explicam os efeitos da radiação no corpo humano e no meio ambiente. Produção de Jornal Nacional. São Paulo: Rede Globo, outro (03min36seg), color. Disponível em:. Acesso em: 10 out  OKUNO, Prof. Dr. Emiko. Efeitos biológicos das radiações ionizantes. In: COALIZÃO POR UM BRASIL LIVRE DE USINAS NUCLEARES, 2012, Universidade de São Paulo - Instituto de Física. Efeitos biológicos das radiações ionizantes. São Paulo: USP, p Disponível em:. Acesso em: 13 nov  O DESASTRE de chernobyl. Produção de Discovery Channel. Inglaterra: Discovery Channel, [20--]. 1 outro (46min 42s), color. Disponível em:.acesso em 10 out  SEED-PR. Acidentes nucleares - AIQ 2011., Disponível em:. Acesso em: 10 out  Y.IMAI, Rafael. Aprendendo sobre radioatividade., [20--]. Disponível em:. Acesso em: 10 out REFERÊNCIAS

63 Formação em ação 63  CIRIACO, Douglas. 25 anos do desastre de chernobyl: mitos e verdades da energia atômica., Disponível em:. Acesso em: 10 out  ELIEZER DE MOURA CARDOSO. Aplicações da energia nuclear. Rio de Janeiro, CNEN, [20--]. Disponível em:. Acesso em: 10 out  ELIEZER DE MOURA CARDOSO. Energia nuclear., [20--]. Disponível em:. Acesso em: 10 out  JADER BENUZZI MARTINS. História da energia nuclear., CNEN, [20--]. Disponível em:. Acesso em: 10 out  ELIEZER DE MOURA CARDOSO. Radioatividade., CNEN, [20--]. Disponível em:. Acesso em: 10 out  Tom Harris. "HowStuffWorks - Como funcionam as bombas sujas". Publicado em 13 de junho de 2002 (atualizado em 03 de dezembro de 2008) (18 de novembro de 2012) REFERÊNCIAS

64 Formação em ação 64 REFERÊNCIAS  ROBERTO DE ANDRADE MARTINS. As primeiras investigações de marie curie sobre elementos radioativos. Revista da SBHC. São Paulo, ano 1, p Disponível em:. Acesso em: 10 out  APARECIDA M. TUBOY. O relógio atômico brasileiro. São Paulo, Instituto de Química de São Carlos - USP, [20--]. Disponível em:. Acesso em: 12 nov  MERÇON, F.; QUADRAT, S.V. A Radioatividade e a História do Tempo Presente. Química Nova na Escola, n. 19, p , Disponível em:. Acesso em: 12 nov  FÁBIO MERÇON. Radiações: riscos e benefícios. Rio de Janeiro, PUC-RJ, [20- -]. Disponível em:. Acesso em: 12 nov

65 Formação em ação 65  MARCUS FERNANDES DE OLIVEIRA. A rica polêmica sobre o urânio empobrecido.C i ê n c i a h o j e. Rio de Janeiro, p set  SEED-PR. Recursos Didáticos, disciplina química; Vídeos. Disponível em:http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/debaser/genre.php?genr eid=46, acesso em 10 out  RADIAÇÕES: riscos e benefícios - carbono 14. Produção de Puc-rj. Rio de Janeiro: Condigital, outro (10min 32s), color  MARIE curie - teoria da radioatividade. Direção de Jason Connery. Produção de Seed-pr. Curitiba: Seed-pr, outro (02min 16s), color.  FANTASTICO - história da bomba atômica. Produção de Fantatico. Rio de Janeiro: Rede Globo, outro (8min 43s), color.  HIROSHIMA: dropping the bomb. Produção de BBCWORLDWIDE. Inglaterra: BBCWORLDWIDE, outro (4min 36s), color. REFERÊNCIAS


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