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Radioatividade Classificação das radiações: Dois grandes grupos: Radiação ionizanteRadiação não ionizante Diferença: Energia.

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Apresentação em tema: "Radioatividade Classificação das radiações: Dois grandes grupos: Radiação ionizanteRadiação não ionizante Diferença: Energia."— Transcrição da apresentação:

1 Radioatividade Classificação das radiações: Dois grandes grupos: Radiação ionizanteRadiação não ionizante Diferença: Energia

2 : Radiação Ionizante: São radiações que possuem energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo. Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons Partículas não carregadas: Nêutrons Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X

3 Radiação Não Ionizante Não possuem energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo Não possuem energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo Podem quebrar moléculas e ligações químicas Podem quebrar moléculas e ligações químicas Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser, Microondas, Luz visível Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser, Microondas, Luz visível

4 O que é Radioatividade? É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis. É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis. A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo do átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR. A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo do átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR. Rádio-nuclídeo ou radioisótopo é um núcleo emissor de radiação. Rádio-nuclídeo ou radioisótopo é um núcleo emissor de radiação. A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos de números atômicos maiores que 82 A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos de números atômicos maiores que 82

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6 Instabilidade Nuclear Instabilidade Nuclear Número “inadequado” de nêutrons Número “inadequado” de nêutrons Desbalanço de energia interna do núcleo Desbalanço de energia interna do núcleo Busca do estado de menor energia Busca do estado de menor energia Emissão de energia - radiação Emissão de energia - radiação Partículas e/ou ondas eletromagnéticas. Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.

7 Tipos de Fontes Tipos de Fontes Equipamentos emissores de radiação ionizante: Equipamentos emissores de radiação ionizante: → Fornecer energia para o funcionamento → Fornecer energia para o funcionamento Materiais Radioativos: Materiais Radioativos: → Naturais ou produzidos artificialmente → Emitem radiação continuamente.

8 Histórico Histórico Wilhelm Conrad Röentgen descobre os Raios X Wilhelm Conrad Röentgen descobre os Raios X Henry Becquerel (francês) – estudo de sais de urânio Henry Becquerel (francês) – estudo de sais de urânio Marie e Pierre Curie descobrem o Rádio Marie e Pierre Curie descobrem o Rádio. Em 1903 Marie, Pierre e Becquerel dividiram o Nobel de Física Em 1903 Marie, Pierre e Becquerel dividiram o Nobel de Física Em 1911 Marie recebeu sozinha o Nobel de Química pela descoberta do Polônio. Em 1911 Marie recebeu sozinha o Nobel de Química pela descoberta do Polônio.

9 Experiências de Rutherford Experiências de Rutherford

10 Tipos e Características das Radiações Tipos e Características das Radiações RADIAÇÃO BETA (  ) Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo do átomo - partícula leve Possui uma carga negativa Perde energia para o meio rapidamente - alcance médio (até alguns metros no ar) Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade de ionizações.

11 Radiação Alfa (  ) Radiação Alfa (  ) Partículas com dois prótons e dois nêutrons - partícula pesada Partículas com dois prótons e dois nêutrons - partícula pesada Possui duas cargas positivas Possui duas cargas positivas Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno (alguns centímetros no ar) Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno (alguns centímetros no ar) Alto poder de ionização - produção de grande densidade de ionizações. Alto poder de ionização - produção de grande densidade de ionizações.

12 Radiação de Nêutrons Radiação de Nêutrons Partícula pesada Partícula pesada Não possui carga Não possui carga Perde energia para o meio de forma muito variável - extremamente dependente da energia Perde energia para o meio de forma muito variável - extremamente dependente da energia Produção de ionizações igualmente variável Produção de ionizações igualmente variável

13 Radiação de Pósitron Radiação de Pósitron Denominação dada ao elétron com carga positiva emitido pelo núcleo do átomo - partícula leve Denominação dada ao elétron com carga positiva emitido pelo núcleo do átomo - partícula leve Possui uma carga positiva Possui uma carga positiva Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meio - processo de aniquilação de pares Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meio - processo de aniquilação de pares Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade de ionizações. Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade de ionizações.

14 Radiação Gama (  ) Radiação Gama (  ) Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos em estado excitado de energia Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos em estado excitado de energia Não possui carga Não possui carga Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance (centímetros de concreto) Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance (centímetros de concreto) Pequeno poder de ionização Pequeno poder de ionização

15 Relação entre Energia e Alcance Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula ou onda eletromagnética, perde energia nas interações com a matéria Quanto maior a energia da radiação, mais interações é capaz de produzir, portanto maior o percurso até ser totalmente freada, ou seja, maior o alcance

16 Radiação Alfa Radiação Beta

17 Decaimento alfa Decaimento alfa Em 1911, Frederick Soddy enunciou a 1ª Lei da Radioatividade 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”

18 Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e de cargas elétricas nucleares UTh  231

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

20 Em 1913 Soddy, Fajans, Russell enunciaram a 2ª lei da radioatividade Em 1913 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” Bi Po – 1  0 + A emissão de um pósitron é o contrário desta. Um núcleo instável por ter um excesso de prótons, converte um próton num nêutron que fica no núcleo, sendo emitidos um pósitron e um neutrino. A emissão de um pósitron é o contrário desta. Um núcleo instável por ter um excesso de prótons, converte um próton num nêutron que fica no núcleo, sendo emitidos um pósitron e um neutrino.

21 Emissão Gama (  ) Emissão Gama (  ) A emissão gama (γ) resulta de uma libertação de energia em excesso pelo núcleo de um átomo sob a forma de radiação eletromagnética. A emissão gama (γ) resulta de uma libertação de energia em excesso pelo núcleo de um átomo sob a forma de radiação eletromagnética. O decaimento gama está associado a outros decaimentos como o α ou o β se núcleo resultante dos processos ocorridos ainda se encontra com excesso de energia e procura estabilizar-se. O decaimento gama está associado a outros decaimentos como o α ou o β se núcleo resultante dos processos ocorridos ainda se encontra com excesso de energia e procura estabilizar-se.

22 Famílias ou Séries Radioativas É o conjunto de elementos que têm origem na emissão de partículas alfa e beta, resultando, como elemento final, um isótopo estável do chumbo.

23 Th Ra Ac Th Ra Rn Po Pb Bi Po Pb

24 Np Pa U Th Ra Ac Fr At Bi Po Pb Bi

25 U 238 Th Pa U Th Ra Rn Po At Bi Po Pb Pa Po Pb

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27 Período de Semidesintegração ou Meia Vida (p) Período de Semidesintegração ou Meia Vida (p) É o tempo necessário para que a quantidade de uma amostra radioativa seja reduzida à metade É o tempo necessário para que a quantidade de uma amostra radioativa seja reduzida à metade 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. 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.

28 momo momo m= x P 2 P momo 4 P momo 8 P... momo 16 momo 2 t = x. P

29 Uma substância radioativa tem meia-vida de 8h. Partindo de 100 g do material radioativo, que massa da substância restará após 32 h? Uma substância radioativa tem meia-vida de 8h. Partindo de 100 g do material radioativo, que massa da substância restará após 32 h? 100g 8 h 50g 8 h 25g 8 h 12,5g 8 h 6,25g m= = =6,25g

30 Meia vida física dos principais radioisótopos utilizados em pesquisa: Meia vida física dos principais radioisótopos utilizados em pesquisa: P-32  14,8 dias S-35  87,0 dias C-14  5700 anos H-3  12 anos I-125  60 dias Ca-45  165 dias Cr-51  27,8 dias Curiosidade: O Urânio-238 apresenta meia-vida de aproximadamente anos que é a idade prevista da Terra.

31 Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação possuíam C-14 radioativo em quantidade de 6,25% daquela encontrada em animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade aproximada de? Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação possuíam C-14 radioativo em quantidade de 6,25% daquela encontrada em animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade aproximada de? 100% 50% 25%12,5%6,25% 5700 a x 5700 t = anos t =

32 Radioproteção Radioproteção A radiação perde energia para o meio provocando ionizações Os átomos ionizados podem gerar: Alterações moleculares Danos em órgãos ou tecidos Manifestação de efeitos biológicos

33 Possibilidades da radiação incidindo em uma célula: Passar sem interagir Atingir uma molécula: Não produzir dano Produzir dano. Atingir uma molécula: - Produzir dano: Reversível Irreversível morte celular reprodução - perpetuação do dano

34 A cada possibilidade está associada uma probabilidade diferente de zero. O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação da radiação com organismos vivos é de natureza PROBABILÍSTICA. A probabilidade de ocorrência aumenta com o aumento da dose!

35 Aplicações da radioatividade 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.

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

37  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.

38 14 C Npara : usado na datação de fósseis.

39 Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos: Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos: A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para a eliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto indesejável. Neste caso, o predador é usado em vez inseticidas.

40 Fonte de Energia:


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