Radioatividade e Energia Nuclear

Breve Histórico Em 1895, Wilhem Röntgen descobriu os raios X, que eram úteis mas misteriosos.

Breve Histórico A descoberta da radioatividade ocorreu, casualmente, por Henri Becquerel, em 1896, ao estudar as impressões feitas em papel fotográfico por sais de urânio, quando eram expostos à luz solar.

Breve Histórico Os estudos do casal Pierre e Marie Curie, após a descoberta de Becquerel, levaram à descoberta do polônio e do rádio, sendo este muito mais ativo que o urânio.

Breve Histórico Entre 1898 e 1900, Ernst Rutherford e Paul Villard descobriram que a emissão radioativa pode ser de 3 tipos.

                                                                                         O Átomo e seu Núcleo

                                                                                         Os Q uarks

Interações Fundamentais da Matéria                                                                                          Interações Fundamentais da Matéria Forças : Gravitacional Eletromagnética Nuclear fraca Nuclear forte

CERN , em Genebra (Suíça) O anel externo tem um diâmetro de 6 km Aceleradores de Partículas CERN , em Genebra (Suíça) O anel externo tem um diâmetro de 6 km

FERMILAB, em Chicago(EUA) O anel externo tem um diâmetro de Aceleradores de Partículas FERMILAB, em Chicago(EUA) O anel externo tem um diâmetro de 6,3 km

Aceleradores : como funcionam                                                                                          Aceleradores : como funcionam

                                                                                         Detectores

A Descoberta do Quark Top(1995)                                                                                          A Descoberta do Quark Top(1995)

O que é Radioatividade ? É o fenômeno em que um núcleo instável emite espontaneamente entidades (partículas, ondas), transformando-se em outro núcleo mais estável.

Outros Conceitos A reação nuclear é denominada decomposição radioativa ou decaimento. As entidades emitidas pelo núcleo são denominadas de radiações.

Características O fenômeno da radioatividade é exclusivamente nuclear. Ele não é afetado por nenhum fator, físico ou químico.

Tipos de Radiação

A Radiação Alfa 2 prótons + 2 nêutrons

A Radiação Beta 1 elétron

A Radiação Beta Hipótese de Fermi

A Radiação Gama radiação eletromagnética

E L E T ROMAGN E T I CO ESPECTRO

Poder de Penetração    

Poder de Ionização    

Radiações : resumo

Leis da Radioatividade 1a Lei (Soddy) 2a Lei (Soddy, Fajans e Russel)

Medindo a Radioatividade A radiação entra no tubo e produz ionização das moléculas gasosas, gerando uma corrente elétrica, cuja intensidade é registrada. Contador de Geiger-Müller

Medindo a Radioatividade Contador de Geiger-Müller

A Radioatividade do Cotidiano              Alimentos: 25 mrem(*) por ano (*) mrem = 1/1000 rem rem é uma unidade de dose de radiação ionizante que produz o mesmo efeito biológico de uma unidade de dose de raios-X

A Radioatividade do Cotidiano              Radiografia dentária: 20 mrem cada                                   Energia solar: 11 mrem por ano

A Radioatividade do Cotidiano                                                          Área num raio de 1 km de uma usina nuclear: 5 mrem por ano

Meia-vida                                                          Tempo necessário para que a atividade radioativa de uma amostra seja reduzida à metade da atividade inicial.

Meia-vida                                                          Tempo necessário para que a atividade radioativa de uma amostra seja reduzida à metade da atividade inicial.

Fissão Nuclear                                                         

Fissão Nuclear: a Reação em Cadeia                                                                                                                                   

Fissão Nuclear n + 235U ® 141Ba + 92Kr + 3(4) n + ~200 MeV

Energia Liberada A fissão completa de 1kg de 235U libera aproximadamente 8 x 1013 joules, suficiente para ferver 270 milhões de litros de água.

O Lado Bom

Controle da Fissão nos Reatores A reação acontece dentro de varetas que compõem o elemento combustível. Dentro dele há também barras de controle - feitas de material que absorve nêutrons, controlando o processo. Quando as barras "entram totalmente" no elemento combustível, o reator pára; quando saem, ele é ativado.

A Usina de Angra I

O Lado Ruim Em Chernobyl, em 1986, reator explodiu durante operação de manutenção dos equipamentos da usina.

O Lado Ruim Bomba A- 1945

Fusão Nuclear

Fusão Nuclear

Energia Liberada A fusão completa de 1 kg de deutério na reação 2H + 2H ® 3H + n libera aproximadamente 1014 joules.

O Lado Bom O Sol é um grande reator de fusão nuclear

O Lado Ruim Bomba H - 1952

Irradiação e Contaminação Irradiação é a exposição de um objeto ou um corpo à radiação, o que pode ocorrer à distância, sem necessidade de contato. Irradiar não significa contaminar.

Irradiação e Contaminação Contaminação, radioativa ou não, caracteriza-se pela presença indesejável de um material em local onde não deveria estar. No caso de materiais radioativos, a contaminação gera irradiações. Para descontaminar um local, retira-se o material contaminante. IRRADIAÇÃO NÃO CONTAMINA, MAS CONTAMINAÇÃO IRRADIA.

Por que a radiação provoca danos biológicos? Quando exposta à radiação a molécula de água, presente no líquido puro ou fazendo parte dos tecidos vivos, absorve energia e forma radicais livres.

Aplicações da Radioatividade Alimentos Irradiados

Aplicações da Radioatividade Radioterapia

Aplicações da Radioatividade

Um Grande Problema O LIXO ATÔMICO

Séries Radioativas Naturais