R A D I O A T I V I D A D E (I) Prof. Luiz Antônio Tomaz Turmas 201 - 202

O que é R A D I O A T I V I D A D E ? “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 (transmutação).

R A D I O A T I V I D A D E, como tudo começou?

O pioneirismo é de Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) Descoberta dos Raios -X

O que é Raio – X ? Raio-X é radiação eletromagnética com comprimento de onda no intervalo de 10-11m a 10-8m (0,1 a 100 Å), resultante da colisão de elétrons produzidos em um cátodo aquecido contra elétrons de ânodo metálico

Como são produzidos? O choque do feixe de elétrons (que saem do catodo com energia de dezenas de KeV) com o anodo (alvo) produz os chamados raios X. 

Mas muita a t e n ç ã o ? Os raios X, sabemos hoje, não têm origem nuclear. Surgem do “salto quântico” de elétrons para camadas mais externas e, ao retornarem à origem, emitem onda eletromagnética. É um dos postulados de Bohr, lembra? Calor Raio X

Um pouco mais de História Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila, K2(UO2)(SO4)2 , conseguia impressionar chapas fotográficas.

Um pouco mais de História Essa radioatividade, diferentemente dos raios x, têm origem nuclear. Além disso, as emissões eletromagnéticas (ondas) apresentam muito mais energia.

Um casal de cientistas Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o polônio (Po), 400 vezes mais radioativo que o urânio e depois, o rádio (Ra), 900 vezes mais radioativo que o urânio.

Modelos atômicos explicam radioatividade Novas descobertas demonstraram que os elementos radioativos naturais emitem três tipos de radiações (α, β e γ), com diferentes penetrabilidades.

A grande contribuição de Rutherford No começo do século XX, Rutherford criou uma aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações eram emitidas pelo material radioativo, contido no interior de um bloco de chumbo e submetidas a um campo magnético.

A grande contribuição de Rutherford Experimento de Rutherford levou à descoberta do núcleo com próton(s). NÚCLEO

A grande contribuição de Rutherford Quando se descobriu a radioatividade, desvendou-se o núcleo do átomo e a sua divisibilidade pode ser confirmada.

As três emissões*: o que sabemos hoje Emissões alfa (2α4) Partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons. Velocidade média 20000 km/s. Poder de penetração Pequeno, são detidas por pele, folha de papel ou 7 cm de ar. * Expressão melhor do que radiações.

1ª Lei da Radioatividade Consequências . . . 1ª Lei da Radioatividade (Lei de Soddy) "Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui de suas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades." ZXA → 2α4 + Z - 2Y A - 4 92U235 → 2α4 + 90Th 231

As três emissões: o que sabemos hoje Emissões beta (-1β0) Partículas com carga elétrica negativa e massa desprezível (elétrons expulsos do núcleo). Elétrons nucleares? 0n1 → 1p1 + -1 β 0 + neutrino Prótons permanecem no núcleo e os elétrons e neutrinos são expulsos.

As três emissões: o que sabemos hoje Emissões beta (-1β0) Velocidade média 95% da velocidade da luz. Poder de penetração 50 a 100 vezes mais penetrantes que as partículas alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (Aℓ) ou 2 mm de chumbo (Pb).

2ª Lei da Radioatividade (Lei de Soddy-Fajans-Russel) Consequências . . . 2ª Lei da Radioatividade (Lei de Soddy-Fajans-Russel) "Quando um núcleo emite uma partícula beta (β) , seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se altera.“ ZXA → -1 β0 + 1YA +  83Bi210 → -1 β0 + 84Po 210 + 

As três emissões: o que sabemos hoje Emissões gama(0γ0) São ondas eletromagnéticas, da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica nem massa. Velocidade Igual à da luz (300 000 km/s). Poder de penetração Alto, são mais penetrantes que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb).

Poder de penetração das emissões: comparando Emissões gama causam mal à saúde. Podem atravessar o corpo humano, causando danos irreparáveis. Equipamentos especiais de proteção são necessários.

Encerrando (por enquanto) 1. Salientamos a necessidade de realizar, agora, as atividades constantes na apostila; 2. Na apresentação “Radioatividade (II)” outras abordagens serão feitas: meia-vida, decaimento radioativo, fissão e fusão nuclear, efeitos elétricos, biológicos, etc. Até lá ! 22