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RADIOATIVIDADE. Estabilidade Nuclear  Nem todos os núcleos são estáveis.  Núcleos instáveis sofrem decaimentos radioativos em transformam-se em núcleos.

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1 RADIOATIVIDADE

2 Estabilidade Nuclear  Nem todos os núcleos são estáveis.  Núcleos instáveis sofrem decaimentos radioativos em transformam-se em núcleos diferentes.  A alteração nuclear (natural ou induzida) resulta na liberação de uma enorme quantidade de energia, podendo ser utilizada para diversos fins (diagnóstico e tratamento de doenças, gerações de energia e até na produção de armas atômicas).  Portanto, radioatividade é a estabilidade de um átomo de um elemento que estava instável devido a emissão de partículas radioativas e/ou radiação.

3 Emissões Radioativas  Com a descoberta da radioatividade, Rutherford anunciou que neste fenômeno havia a emissão de “partículas e ondas eletromagnéticas”.  Através do experimento que ele utilizou amostra de polônio radioativo, mostrou-se essa descoberta:

4 Emissões alfa (α)  A emissão α é de carga positiva, pois era atraído pelo polo negativo do campo magnético.  As partículas α são constituídas de dois prótons e dois nêutrons, igual ao núcleo do Hélio.  Como os prótons são positivos e os nêutrons não possuem carga elétrica, as partículas alfa possuem carga de +2, podendo ser representadas assim:  Se o Urânio-238 emitir uma partícula alfa, ele se transmuta (transforma-se em outro elemento químico) no Tecnécio-234:

5  As emissões α são as que possuem menor poder de penetração e que consequentemente trazem menor dano aos seres vivos, pois elas não conseguem atravessar uma camada de ar de 7cm, uma folha de papel ou uma chapa de alumínio de 0,06mm.  Quando incidem diretamente sobre a pele, podem causar, no máximo, queimaduras, porque as células mortas da pele conseguem deter essas partículas.

6 Emissões beta (β)  Partículas com carga negativa, porque sofriam desvio causado pelo campo magnético, sendo atraídas pelo polo positivo.  São, na realidade, semelhantes a elétrons, com massa desprezível e sendo representadas por:  Como é possível um núcleo no qual somente tem cargas positivas e neutras emitir elétrons (carga negativa)?

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8  Seu poder de penetração é maior que o da emissão alfa, sendo médio.  Essas partículas podem ser detidas por uma chapa de chumbo de 2mm ou de alumínio de 1cm, podem penetrar até 2cm da pele e causar sérios danos.

9 Emissões gama (γ)  A emissão γ não sofreu desvio pelo campo magnético, o que significa que não eram partículas e que não tinha carga elétrica.  É na verdade uma onda eletromagnética de alta energia, de natureza semelhante à luz visível ou aos raios X, sendo representada por:  Por ser uma onda eletromagnética, a emissão das radiações gama não altera o número atômico e nem o número de massa do átomo; assim, não há equações para representar essa emissão.

10  É a que possui maior poder de penetração, podendo atravessar completamente o corpo e interagindo com as moléculas, gerando íons e radicais livres que prejudicam as células vivas e causam danos irreparáveis.  São detidas por placas de chumbo de 5cm ou mais e por grossas paredes de concreto.

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13 Radiação: suas aplicações e implicações

14  Medicina – diagnóstico precoce de doenças (tomografia, cintilografia, raio X) tratamento de doenças (radioterapia) localização de tumores através de radiofármacos

15  Agricultura – verificação da quantidade de fertilizantes absorvidos pelas plantas a irradiação aumenta o tempo de conservação dos alimentos controle de pragas

16  Indústria – esterilização detecção de pequenos vazamentos em tubulações de água ou gás por meio de radiação em linhas de produção, na indicação do nível de um líquido em uma garrafa

17 Datação Radioativa  A idade de um fóssil pode ser estimada através da medição de determinados elementos radioativos presentes nele ou na rocha onde ele se encontra.  A identificação da idade pode ser determinada com base na taxa de decaimento de um isótopo radioativo.  Se um fóssil ainda apresenta substâncias orgânicas em sua constituição, sua idade pode ser calculada com razoável precisão pelo método do carbono-14. O carbono-14 ( 14 C) é um isótopo radioativo do carbono ( 12 C).

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19 Tempo de meia-vida  Período de semidesintegração (representado por t1/2 ou P) é o tempo necessário pra que metade da quantidade de um radionuclídeo presente em uma amostra sofra decaimento radioativo.  Quando a massa de um radioisótopo se reduz a metade, também se reduzem a metade o número de átomos, a quantidade em mols e a atividade radioativa (desintegração por segundo) desse radioisótopo.

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21 Fissão Nuclear  Alguns anos antes da Segunda Guerra Mundial, vários grupos de pesquisadores tentavam obter novos elementos químicos, com Z>92, bombardeando o urânio com nêutrons.  Em janeiro de 1939, os alemães Otto Hahn e Fritz Strassman anunciaram a presença de bário, lantânio e criptônio numa amostra de urânio bombardeada com nêutrons.  Processo de quebra de núcleos grandes em núcleos menores, liberando uma grande quantidade de energia.

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24 Energia nuclear e geração de energia elétrica

25 Fusão Nuclear  Muitos dizem que o Sol é uma bola de fogo. 0 que estará queimando lá, então? No Sol, bem como em outras estrelas, está ocorrendo um processo denominado "fusão nuclear".  Junção de núcleos pequenos formando núcleos maiores e liberando uma quantidade muito grande de energia.  Para ocorrer fusão nuclear é necessária uma temperatura muito elevada. O Sol é uma imensa bola de hidrogênio onde a temperatura é suficiente para que ocorra a fusão dos átomos de hidrogênio, formando átomos mais pesados e liberando a energia que chega até nós na forma de luz e calor. Uma das reações que acontecem no Sol é:

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