RADIOATIVIDADE Atividade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir.

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1 RADIOATIVIDADE Atividade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade.

2 ESTABILIDADE A estabilidade do átomo está ligada à relação nêutron / próton. O aumento no número de nêutrons em relação ao de prótons é necessário para impedir a autodestruição do núcleo. Ex. 85Bi209 Quando há mais que 83 prótons no núcleo, nenhum número de nêutrons é capaz de torná-lo estável.

3 1899: Antoine Becquerel, trabalhando com o elemento Rádio, descobre que suas radiações podiam ser desviadas por um campo eletromagnético. 1900: Rutherford e Pierre Curie descobrem as emissões alfa e beta. 1900: Ulrich Villard descobre a radiação gama.

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5 EMISSÕES ALFA BETA GAMA CARACTERÍSTICAS Partículas pesadas formadas por 2 prótons e 2 nêutrons (como o núcleo do Hélio). Partículas leves, com carga negativa e massa desprezível (como o elétron). Radiações eletromagnéticas (como os raios X). Não possuem carga nem massa. VELOCIDADE 5% da velocidade da luz. 95% da velocidade da luz. Igual à velocidade da luz. PODER DE PENETRAÇÃO Barrada por 7cm de ar, folha de papel ou 0,06mm de alumínio. Barrada por chapa de chumbo de 2mm ou de alumínio de 1cm. Mais penetrantes que os raios X. Barradas por placas de chumbo de 5cm ou paredes de concreto. DANOS AO SER HUMANO Detida pelas células mortas da pele. Pode no máximo provocar queimaduras. Pode penetrar até 2cm e causar danos sérios. Pode atravessar completamente o corpo, causando danos irreparáveis.

6 Representação Partícula alfa: 2α4 Partícula beta: -1β0
Radiação Gama: 0γ0 Próton: 1p1 Nêutron: 0n1

7 RAIOS X Descobertos em 1896 por Röntgen.
São gerados a partir de saltos de elétrons nos níveis de energia (energia eletromagnética) Pelo fato de serem emitidos a partir da movimentação de elétrons na eletrosfera, não são considerados como radioativos.

8 Radiografia de uma mulher que tentou tirar uma abelha da garganta usando um garfo...

9 O cara brincou com arco e flecha...

10 Brincando com foguetes...

11 Olha a faca!!!

12 Lembrança que o cirurgião deixou...

13 O cachorro engoliu a estrelinha da árvore de Natal...

14 O ladrão que se deu mal...

15 Se não fosse o nariz...

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17 LEIS DA RADIOATIVIDADE
1ª lei de Soddy: ZXA  2α Z-2 Y A-4 2ª Lei de Soddy: ZQA  -1β0 + Z+1RA

18 DESINTEGRAÇÕES NATURAIS
Um átomo de núcleo instável se desintegra de forma natural, transformando-se num novo átomo que também se desintegra, e assim sucessivamente, até chegar a um átomo estável (não emite radiação). Série radioativa: conjunto de átomos, relacionados entre si por sucessivas desintegrações.

19 TRANSMUTAÇÕES ARTIFICIAIS
São transformações nucleares que ocorrem através do bombardeamento de uma partícula em um núcleo. Ex: 7N14 + 2α4  8O17 + 1p1

20 CINÉTICA DAS RADIAÇÕES
Período de meia-vida ou período de semidesintegração (P) ou (t1/2): É o tempo necessário para que a metade do número de átomos de uma amostra de determinado isótopo radioativo se desintegre.

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22 DATAÇÃO PELO CARBONO 14 O Carbono 14 forma-se naturalmente no ar atmosférico, reage com oxigênio, formando CO2 radioativo. O CO2 radioativo é absorvido pelos vegetais (fotossíntese) e pelos animais (cadeia alimentar). A quantidade de carbono 14 nos tecidos vegetais e animais vivos é constante, pois ele é absorvido e depois decai por emissão de partículas beta: 6C14  -1β0 + 7N14

23 Quando o organismo morre, o carbono 14 deixa de ser reposto e sua quantidade no organismo começa a decrescer. Como o período de meia-vida do carbono 14 é de 5730 anos, basta determinar a quantidade de carbono 14 restante para saber a idade do fóssil.

24 ENRIQUECIMENTO DE URÂNIO
0,71% 92U235 (Físsil) e os restante é de 92U238 (não-físsil). Para separar os 2 isótopos basta combiná-los com flúor para formar hexafluoreto de urânio (235UF6 (g) e 238UF6 (g)). Coloca-se a mistura em um cilindro giratório de 2 paredes, sendo a interna porosa. Como o 235UF6 é mais leve, ele atravessa a parede porosa primeiro e é recolhido em outro recipiente.

25 O processo é repetido várias vezes até se obter a concentração desejada de 235U.

26 COMPARAÇÕES 1g de carvão: mantém uma lâmpada de 200W acesa por 1 minuto. 1g de Urânio: mantém um cidade de 500 mil habitantes iluminada por 1 hora.

27 FISSÃO NUCLEAR É a partição de um núcleo atômico pesado e instável provocada por um bombardeamento de nêutrons moderados, originando 2 núcleos atômicos médios, liberação de 2 ou 3 nêutrons e uma quantidade enorme de energia. 92U n1  56Ba Kr n1 + energia

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30 A concentração de urânio 235 na massa a ser bombardeada deve ser da ordem de 98%, para que a reação seja em cadeia. Massa crítica: é a menor massa de uma substância fissionável capaz de sustentar uma reação em cadeia.

31 BOMBA ATÔMICA É a aplicação bélica da fissão nuclear.
A destruição que ela causa é devida à imensa quantidade de energia e radiação que é liberada na fissão.

32 Cercam-se essas massas com TNT (A).
Divide-se a massa crítica de Urânio ou Plutônio em diversas massas subcríticas (B). Cercam-se essas massas com TNT (A). No centro, coloca-se uma fonte de nêutrons (C). A explosão do TNT causa a formação da massa crítica, que penetra em C. A B C

33 AÇÃO DA BOMBA Na detonação, a temperatura atinge milhões de graus Celsius. Após 10-4s: emissão de grandes quantidades de raios X e UV. A luminosidade destrói as retinas e cega as pessoas que a encaram. Entre 10-4 e 6s: a radiação é totalmente absorvida pelo ar e se transforma numa bola de fogo e causa queimaduras de até 3º grau.

34 Após 6s: a esfera de fogo atinge o solo, iniciando uma onda de choques que se propaga como um furacão com ventos de 200km/h a 400km/h. Após 2 min: a bola de fogo se transforma num cogumelo. As partículas radioativas espalham-se pela atmosfera.

35 1945: lançamento da 1ª bomba atômica, pelos Estados Unidos, no deserto do Novo México.

36 HIROSHIMA 6 de agosto de 1945. Bomba de Urânio 235, com potência de 21 quilotons (21000 toneladas de TNT). 66000 mortos e feridos

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38 66000 minutos de silêncio...

39 NAGASAKI 10 de agosto de 1945. Bomba de plutônio, com potência de 21 quilotons. 39000 mortos e feridos.

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42 FUSÃO NUCLEAR É a junção de dois ou mais núcleos leves originando um único núcleo e a liberação de uma quantidade colossal de energia. A fusão de 1g de hidrogênio corresponde à mesma energia liberada pela explosão de 210 toneladas de TNT. 41H1  2He β0

43 BOMBA DE HIDROGÊNIO É uma aplicação bélica da fusão nuclear. Só usada em testes, até o momento. Seu poder de destruição é pelo menos 10 vezes maior que o da bomba atômica comum.

44 BOMBA DE NÊUTRONS Corresponde a uma mini bomba de hidrogênio (50 vezes menor). Causa pequena destruição mecânica. Prédios e monumentos são poupados. Seus efeitos incidem apenas sobre seres vivos, pois os nêutrons liberados são capturados pelos átomos do organismo, tornando seus núcleos radioativos.