Oficina de Química Secretaria de Estado da Educação do Paraná –

Apresentação em tema: "Oficina de Química Secretaria de Estado da Educação do Paraná –"— Transcrição da apresentação:

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

2 RADIOATIVIDADE

3 Para pensar....

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

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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).      

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

8 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

9 PRÊMIO NOBEL DE FISICA - 1903
Antoine Henri Becquerel Marie Curie, née Sklodowska Pierre Curie 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

10 PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA - 1911
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 Photos: Copyright © The Nobel Foundation

11 “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).

12 Produtos com radioatividade adicionada e suas finalidades

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14 Produtos de beleza “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

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

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

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

18 PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA - 1908
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 Photos: Copyright © The Nobel Foundation

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

20 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.

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

22 Aplicações Controversas Datação por Radioatividade
Aplicações Benéficas Aplicações Maléficas Aplicações Controversas Medicina nuclear Bomba Atômica Energia Nuclear Luminescência Bomba Suja Urânio Empobrecido Datação por Radioatividade Bomba de Nêutrons Submarino Nuclear Relógio Atômico Na Agricultura Na Indústria

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

24 Uso terapêutico

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

26 Uso em diagnósticos

27 Gyorgy Hevesy (1885-1966); Em 1911; Amostra de Tório 232.
O primeiro traçador radioativo Gyorgy Hevesy ( ); Em 1911; Amostra de Tório 232.

28 99mTc 99Tc +  Um radioisótopo ideal: Emitir radiação gama;
Tempo de meia vida ideal; Radioisótopo que atende bem a essas características: 99mTc 99Tc +  A energia da radiação emitida pelo 99mTc é idealmente correta, e o t1/2 é de 6 horas. O isótopo é largamente empregado na varredura dos rins, fígado, bexiga, cérebro e pulmões

29 Exemplo de radioisótopo:
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.

30 Tipos de radiação - Medicina
Tipo de radiação Fontes mais comuns Raios Alfa (4He2+) 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

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

32 Radiografia Exemplo de Radiografia óssea.

33 Tomografia computadorizada (CT)

34 Tomografia de emissão positrônica (PET)

35 Ressonância magnética nuclear (MRI)

36 Luminescência

37 Relógio atômico

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39 Datação por Radiatividade
O corpo humano contém, aproximadamente, 3x1026 átomos de carbono, dos quais 3x1018 (10ppb) são átomos de carbono radioativo (14C). “A química do fazer – Carbono 14”

40 Bomba Atômica “Fantástico - História da bomba atômica”
Explosão da bomba atômica em Nagasaki – Japão. Fonte: “Fantástico - História da bomba atômica” “Bomba atômica Hiroshima – DC”

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42 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.

43 Bomba de Nêutrons 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 km2.

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

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

46 Urânio empobrecido Projétil 30mm de Urânio Empobrecido

47 Submarinos nucleares USS Nautilus, o primeiro submarino nuclear da história, criado em 1952.

48 Usos na Agricultura

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52 Usos na Indústria

53 Acidentes nucleares 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,                       

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

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

56 Trabalhando em sala de aula
Debates através da utilização de notícias: Exemplo: site do Greenpeace Brasil Exemplo: notícias internet 25 anos do desastre de Chernobyl: mitos e verdades da energia atômica Manifestantes do Greenpeace protestam contra o programa nuclear brasileiro (Fonte da imagem: EFE)

57 Exemplos de vídeos Assim como os utilizados nesta formação.
Assim como os utilizados nesta formação.

58 Simulador: Propriedades das emissões radioativas - cargas
Simuladores Simulador: Propriedades das emissões radioativas - cargas

59 Exemplos de atividades

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 REFERÊNCIAS 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

62 REFERÊNCIAS 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:< 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

63 REFERÊNCIAS 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)

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 REFERÊNCIAS 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: 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.