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Radioatividade A descoberta dos raios X A descoberta dos raios catódicos e os trabalhos posteriores de Crookes despertaram um grande nº de físicos no.

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2 Radioatividade A descoberta dos raios X A descoberta dos raios catódicos e os trabalhos posteriores de Crookes despertaram um grande nº de físicos no final do século XIX, Entre eles o alemão Wilheim Konrad Röentgen( ). Em um de seus experimentos com raios catódicos, percebeu que um negativo de filme fotográfico virgem tinha sido sensibilizado, posteriormente o cientista concluiu que eles não podiam ser partículas com cargas elétricas, como os raios catódicos, e denominou-os Raios X. O nome Radioatividade não era usado naquela época,este nome veio porque essas radiações afetavam as emissões de Rádio, atrapalhando o seu funcionamento.

3 Radioatividade: É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A emissão de partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento químico diferente. Quando descobriu a Radioatividade, o homem passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua divisibilidade pôde ser confirmada

4 Histórico da Radioatividade Em 1896, o físico francês Antoine-Henri Becquerel, que se dedicava ao estudo de substâncias fluorescentes, percebeu que um sal de urânio( sulfato duplo potássio e uranila) era capaz de sensibilizar não só o negativo de um filme fotográfico- mesmo quando esse filme era recoberto por papel preto, mas também finas lâminas de metal.Becquerel descobridor do Urânio, percebeu que esse material emitia raios com propriedades semelhantes às dos raios X, a ela deu o nome de Radioatividade. Em 1897, a química Marie Curie( ) nascida na Polônia e naturalizada francesa ao estudar vários compostos do urânio demons- trou que a intensidade da radiação emitida era proporcional à quantidade de urânio presente na amostra.,logo as radiações eram um fenômeno atômico.

5 No mesmo ano o físico inglês Rutherford criou uma aparelhagem que permitiu identificar as partículas alfa e beta e ainda concluir que as partículas alfa possuíam maior massa e posteriormente descobriu que eram constituídas de 2 prótons e 2 neutrons. Em 1900 Becquerel concluiu que as partículas beta eram iguais aos elétrons. Nesse mesmo ano, o físico francês Paul Villard, repetindo as experiências de Rutherford percebeu a existência de outros raios que eram afetados pelo campo eletromagnético. Esses raios não apresentavam nem massa, nem carga e eram constituídos por ondas eletromagnéticas e foram denominados de raios gama. Ainda em Becquerel observou que, quando se obtinha Urânio puro, ela era inicialmente pouco radioativa,mas com o passar do tempo a radiação aumentava sua intensidade.

6 Para explicar esse fenômeno,Becquerel imaginou que o urânio, ao emitir radiação,se transformava em outro elemento químico. Essa suposição levou os cientistas a admitirem que o átomo seria constituído de partículas menores, as quais, por sua vez, sofreriam um rearranjo ao emitir radiação, originando átomos de elementos químicos diferentes. O químico inglês Frederick Soddy,assistente de Rutherford elaborou as primeiras leis da Radioatividade 1ª Lei: Ao emitir uma partícula alfa, o átomo de um elemento radioativo dá origem a um novo elemento que apresenta nº de massa A com 4 unidades a menos e o nº atômico Z com 2 unidades a menos. Velocidade= 1/10 da velocidade da luz e poder de penetração baixo,asse- melha-se ao átomo de Hélio

7 A X 4 + A - 4 Y z 2 z Ra Rn

8 2ª Lei: Lei de Soddy,Fajans e Russel Ao emitir uma partícula beta, o átomo de um elemento radioativo se transforma em um novo elemento de mesmo nº de massa, Mas com nº atômico que apresenta uma unidade a mais. A partícula beta se desprende em alta velocidade Nesta emissão um neutron presente no núcleo se decompõe e dá origem, a um próton, a um elétron e uma subpartícula atômica(antineutrino). O próton permanece no núcleo;o elétron e o antineutrino( com carga zero e massa quase zero) são emitidos.

9 1 n 1 p + 0 e + 0 p Beta Antineutrino 234 Th 234 Pa Tório Protactínio Beta

10 Protegem uma pessoa de uma emissão beta: roupas,madeira e até o papel. O neutrino é uma partícula de carga nula e massa aproximadamente 300 vezes menor que a do elétron e é estável não se decompõe e possui alta energia. 0 V 0

11 Radiações gama São ondas eletromagnéticas que acompanham as emissões alfa e beta. Possuem a velocidade da luz e mais ou menos, 100 vezes mais penetrantes que as beta tendo mais energia que elas. 0

12 Efeitos biológicos da radiação Quando uma radiação de alta energia atinge uma molécula, esta pode perder elétrons originando íons, ou ainda ter suas ligações rompidas, produzindo espécies com elétrons desemparelhados denominados radicais. Essas partículas podem ocasionar reações químicas nocivas, provocando uma divisão celular acelerada, principalmente na medula óssea, órgãos reprodutores e nas células responsáveis pelo desenvolvimento em crianças. A longo prazo, os efeitos provocados pelas radiações de grande energia levam à formação de tumores malignos, anemias e mutações genéticas.

13 Fissão nuclear Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia. Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experiência, constataram a existência do bário entre os produtos obtidos. Equacionando 92 U n 1 = 56 Ba Kr n 1 + 4, kcal Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:

14 (Condições de temperatura e pressão: 10 6 ºC, 10 4 atm) Fusão nuclear: Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear: 4 1 H 1 = 2 He 4 + outras partículas + energia

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16 Usos das reações nucleares: -Produção de energia elétrica: oss reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos. -Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc. -Aplicações na Química : em traçadores para análise de reações químicas e bioquímicas- em eletrônica, ciência espacial, geologia, medicina, etc. -Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide( I 131 ), tumores cerebrais( Hg 197 ), câncer ( Co 60 e Cs 137 ), etc. -Aplicações na Agricultura ; uso de C 14 para análise de absorção de CO 2 durante a fotossíntese; uso de radioatividade para obtenção de cereais mais resistentes; etc. -Aplicações em Geologia e Arqueologia: datação de rochas, fósseis, principalmente pelo C 14.

17 Efeitos das radiações: -Efeitos elétricos: o ar atmosféérico e gases são ionizados pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade. O aparelho usado para detectar a presença de radiação e medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza esta propriedade. -Efeitos luminosos : as radiações provocam fluorescência em certas substâncias, como o sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na fabricação de ponteiros luminosos de relógios e objetos de decoração. -Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas. -Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, como o C 14. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos.

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