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Conversão massa-energia: um assunto nuclear Zona de Fusão Nuclear 2.

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1 Conversão massa-energia: um assunto nuclear Zona de Fusão Nuclear 2

2 Ernest Rutherford ( ) Emissões radioactivas: alfa, beta e gama

3 Penetração das partículas

4 Emissões radioactivas: alfa, beta e gama Menos de 10% de c 1,67 x Muito penetrante n 10% de c 1,65 x Penetração moderada a baixa oup c00 Muito penetrante Menos de 90% de c 9,11 x Moderadamente penetrante + ; e + ; + ; e + ; + Menos de 90% de c 9,11 x Moderadamente penetrante ; ; e - ; ; ; e - ; 10% de c 6,65 x Pouco penetrante mas provoca danos ;Exemplo Velocidade das partículas Velocidade das partículas Massa da partícula / kg Carga da partícula / e Grau de Penetração PartículaTipo

5 A estabilidade nuclear e o decaimento radioactivo Números Mágicos Nº Protões Nº Neutrões Existem números de protões e de neutrões que são muitas vezes chamados de números mágicos, que conferem particular estabilidade aos núcleos. Uma espécie contendo um número mágico de protões e/ou neutrões é mais estável que outra que não os tenha.

6 A estabilidade nuclear e o decaimento radioactivo Núcleos que possuam um número par de ambos os nucleões (protões e neutrões) são mais estáveis que aqueles que não o têm. A estabilidade nuclear parece ter alguma relação com a paridade de protões e/ou neutrões. Todos os isótopos de elementos acima do Z=83 são radioactivos, tal como os isótopos do tecnécio (Z=43) e do promécio (Z=61). Protões Neutrões

7 A estabilidade nuclear e o decaimento radioactivo Banda de Estabilidade

8 Decaimento Radioactivo A radioactividade surge da libertação de partículas por parte de um isótopo fora da banda de estabilidade e que ao converter-se num outro isótopo se aproxima da banda de estabilidade.

9 Decaimento Radioactivo Todos os isótopos com Z>83 são instáveis e radioactivos e sofrem na sua maioria decaimento. Decaimento

10 Decaimento Radioactivo Quando um núcleo próximo da banda de estabilidade tem excesso de neutrões sofre normalmente decaimento. Decaimento ou

11 Decaimento Radioactivo Quando um núcleo próximo da banda de estabilidade tem excesso de protões sofre normalmente decaimento. Decaimento ou

12 Decaimento Radioactivo Os isótopos com Z>83 são normalmente instáveis e decaem até Z=82. Muitas vezes o decaimento decorre através de sequências específicas para cada isótopo alternando decaimentos alfa e beta. Essas sequências recebem o nome de séries radioactivas. Série Radioactiva Série Radioactiva do Urânio-238

13 Decaimento Radioactivo O decaimento gama ocorre após decaimentos alfa ou beta devido ao facto de o núcleo produzido ficar num estado nuclear excitado. O regresso ao estado fundamental ocorre com emissão de um raio gama. Decaimento

14 Período de Decaimento (tempo de meia vida) A actividade (A) é o número de desintegrações da amostra por unidade de tempo. Actividade A= N - constante de desintegração ou constante de decaimento. N - número de núcleos radioactivos

15 Lei de Decaimento ou Relativamente à composição da amostra Relativamente à actividade da amostra Período de Decaimento (tempo de meia vida)

16 Tempo de Meia Vida Quando N=1/2 N 0 Período de Decaimento (tempo de meia vida)

17 Reacções Nucleares Fusão Nuclear

18 Reacções Nucleares Fissão Nuclear

19 Reacções Nucleares Fissão Nuclear (reacções em cadeia) Decorrem em três passos: 1) Iniciação 2) Propagação 3) Terminação

20 Conversão massa-energia Conservação massa + energia E=mc 2 E=| m|.c 2 Albert Einstein ( )


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