Universidade Federal de Itajubá Química nuclear Universidade Federal de Itajubá Grupo: Deborah Tiemi Saiki - ECA Rafael Mendonça Grilo - EEL Rafael Capelozza Mazzon - EEL 1

Sumário Introdução Radioatividade Modos de Estabilidade Nuclear Transmutações Nucleares Velocidade do Decaimento Radioativo Variação de Energia nas Reações Nucleares Fissão Nuclear Fusão Nuclear Efeitos Biológicos da Radiação  1 2

Introdução Núcleons: prótons e nêutons. Isótopos (= Z) Radionuclídeos: núcleos radioativos. Radioisótopos: átomos compostos de radionuclídeos.  2

Equações Nucleares  3

Decaimento Radioativo Radiação Alfa (α) Radiação Alfa (β) Radiação Gama () Emissão de Pósitron Captura de Elétron  4

Padrões de Estabilidade Nuclear Razão nêutron-próton Cinturão de estabilidade  5

Padrões de Estabilidade Nuclear Série de Radioatividade: Números Mágicos: 2, 8, 20, 28, 50 e 82  6

Transmutações Nucleares Formação de diferentes átomos através do bombardeamento de um núcleo por partículas ou núcleos.  7

Transmutações Nucleares Uso de partículas carregadas: acelerador de partículas  8

Transmutações Nucleares Uso de nêutrons:  9

Transmutações Nucleares Elementos transurânicos: Z > 92  10

Velocidade de Decaimento radioativo Meia Vida  11

Velocidade de Decaimento radioativo Datação  12

Detecção de radioatividade  13

 14

 15

 16

 17

 18

 19

Variações de energia nas reações nucleares  20

 21

Energia de coesão do núcleo  22

 23

 24

Fissão Nuclear A divisão de núcleos pesados é um processo exotérmico.  25

Reações em cadeia Massa crítica: massa mínima de material fissionável para que a reação em cadeia se mantenha.  26

Bomba de fissão Nuclear Desintegração de núcleos pesados como urânio ou plutônio “bombas A”.  27 28

Usina nuclear As usinas nucleares de geração de energia operam com o processo de fissão As usinas nucleares fornecem cerca de 16% da eletricidade do mundo  29

O que são os rejeitos nucleares produzidos pelas usinas Reatores Nucleares O que são os rejeitos nucleares produzidos pelas usinas 94%: combustível - Uma mistura de urânio e plutônio que ainda pode ser reprocessada para gerar mais energia. O plutônio pode servir para fabricar bombas atômicas 5%: cinzas - São substâncias altamente radioativas, como césio 137. Os elementos levam 300 anos para ficar inofensivos 1%: elementos pesados - É uma mistura de elementos extremamente radioativos, chamados transurânicos. São perigosos por pelo menos 10 mil anos  30 30

Fusão Nuclear Junção de núcleos leves libera enormes quantidade de energia  31 31

Bombas de fusão nuclear Combinação de núcleos leves de hidrogênio e hélio para formar elementos mais pesados “bombas H”  32 32

O Sol Dois prótons se combinam para formar um deutério Um próton e um átomo de deutério se combinam para formar um átomo de hélio 3 e raio gama Dois átomos de hélio 3 se combinam para formar um hélio 4 (dois prótons e dois nêutrons) e dois prótons.  33 33

Reator de fusão nuclear               Reator de fusão nuclear 1. Combustível 2. Túnel magnético 3. Revestimento 4. Rejeitos 5. Estímulos 6. Resfriamento  34 34

Efeitos biológicos da radiação  35 35

Radiação ionizante e não ionizante  36 36

Radônio  37

Doses de radiação  38 Resposta Biológica à Doses de Radiação  38 38

Radioterapia Interna Externa  39