Formação em ação Secretaria de Estado da Educação do Paraná – SEED/PR Oficina de Química 1

Formação em ação 1Formação em ação

Secretaria de Estado daEducação do Paraná –SEED/PR

Oficina de Química

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RADIOATIVIDADE

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Para pensar....

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A radioatividade é um processo no qual um núcleo instável emite

partículas, aleatoriamente, visando estabilizar-se.

Conceito

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FAMÍLIAS RADIOATIVAS  Os elementos com número

atômico igual ou superior a 84 são radioativos, assim como o Tc (Z=43) e o Pm(Z=61). Os elementos de número atômico superior ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o Pm).      

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Histórico 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. Essa propriedade era semelhante à dos raios X descobertos um ano antes por

Wilhelm Conrad Röntgen.

Henry Becquerel

Série Mundos invisíveis - Vídeo 6

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Em abril de 1898, a polonesa Marie Curie percebeu que, além do urânio, outro elemento conhecido, o tório, também emitia os tais raios. Em julho do mesmo ano, com a ajuda do marido, o físico francês Pierre Curie, descobriu um novo elemento que chamou de polônio e alguns meses depois ambos descobriram um elemento ainda mais radioativo: o rádio.

http://en.wikipedia.org/wiki/Marie_Curie

ciencias_mariecurie

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O Prêmio Nobel de Física de 1903 foi dividido, metade concedido Antoine Henri Becquerel "em reconhecimento pelos extraordinários serviços que ele tem prestado por sua descoberta da radioatividade espontânea" , a outra metade em conjunto com Pierre Curie e Marie Curie, née Sklodowska "em reconhecimento pelos extraordinários serviços prestados por eles suas pesquisas conjuntas sobre os fenômenos da radiação descobertos pelo professor Henri Becquerel " .

Photos: Copyright © The Nobel Foundation

Antoine Henri Becquerel

Pierre Curie Marie Curie, née Sklodowska

PRÊMIO NOBEL DE FISICA - 1903

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PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA - 1911

Photos: Copyright © The Nobel Foundation

Marie Curie, née SklodowskaNascimento: 07 de novembro de 1867, em Varsóvia, Império Russo (hoje Polônia)Morte: 04 de julho de 1934, Sallanches, FrançaFiliação no momento da premiação: Universidade Sorbonne, Paris, FrançaPrêmio motivação : "em reconhecimento dos seus serviços para o avanço da química pela descoberta dos elementos rádio e polônio, pelo isolamento de rádio e o estudo da natureza e dos compostos deste elemento notável"Campo: Química Nuclear

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“Febre da radioatividade”

Como a radioatividade era um fenômeno diverso daqueles já descritos pela ciência, especulava-se que ela seria capaz de prover respostas a questões aparentemente insolúveis.O grande interesse suscitado pela radioatividade levou ao aparecimento de “teorias” que visavam justificar a aplicação de terapias e a oferta dos mais diversos produtos com radioatividade adicionada, prometendo ao consumidor a satisfação de “haurir proveito da nova maravilha da ciência” (Hering, 1924).

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Produtos com radioatividade adicionada e suas finalidades

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“Radio e Beleza”, propaganda de produtos radioativos de beleza para mulheres, prometendo felicidade e satisfação às consumidoras. Reproduzido sob permissão de Duke University, copyright ©1918

Produtos de beleza

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Compressa radioativa “Cosmos Radioactive

Pad” (1928). Reproduzido sob permissão de Oak

Ridge Associated Universities, copyright

©1998

Produtos médico-farmacêutico

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“Radium Radia” (1905), água contendo

radioatividade adicionada. Contudo, tratava-se de

uma fraude. Reproduzido sob permissão de Oak

Ridge Associated Universities, copyright

©1998

Produtos fraudulentos

Formação em ação 17Série Mundos invisíveis - Vídeo 7atom_choq_titas_2_6

Ernest Rutherford (1871-1937).1898 – descoberta das partículas (alfa) e (beta):

4201

Rutherford acreditava ser positiva

Rutherford acreditava ser negativa

Realizou a primeira transmutação de elementos químicos.

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Ernest RutherfordNascimento: 31 de agosto de 1871, Nelson, Nova ZelândiaMorte: 19 de outubro de 1937, em Cambridge, Reino UnidoFiliação no momento da Premiação: Victoria University, Manchester, Reino UnidoPrêmio motivação: "por suas investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias radioativas"Campo: Química Nuclear

PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA - 1908

Photos: Copyright © The Nobel Foundation

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1900 – Paul Villard (na França)Descoberta das radiações (gama):

00 Não apresentavam carga elétrica

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Alguns anos antes da Segunda Guerra Mundial, vários grupos de pesquisadores tentavam obter novos elementos químicos bombardeando o urânio com nêutrons (Fissão Nuclear).1942 – Enrico Fermi e sua equipe;Primeiro reator nuclear com a finalidade de executar a fissão nuclear em laboratório para que se pudesse compreendê-la melhor, a fim de aproveitá-la como fonte de energia.

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O que veremos a seguir:FÍSICA QUÍMICA

Emissões nucleares (, e )

Aplicações da radioatividade

Fissão e Fusão Nuclear

Datação por Carbono 14

Período de meia-vida Acidentes nucleares

Leis da radioatividade Efeitos no organismo

Aceleradores de partícula Recursos didáticos

Usinas nucleares Debate: Radiação - Bem ou mal?

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Aplicações Benéficas

Aplicações Maléficas

Aplicações Controversas

Medicina nuclear Bomba Atômica Energia Nuclear

Luminescência Bomba Suja Urânio Empobrecido

Datação por Radioatividade

Bomba de Nêutrons

Submarino Nuclear

Relógio Atômico

Na Agricultura

Na Indústria

Aplicações

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Química nuclear na medicina

Dois usos distintos de radioisótopos: terapia e diagnóstico

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Uso terapêutico

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Radioterapia

Paciente sendo tratado mediante uso da

radioterapia, provavelmente para câncer de tireoide.

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Uso em diagnósticos

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O primeiro traçador radioativo

Gyorgy Hevesy (1885-1966);Em 1911;Amostra de Tório 232.

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Um radioisótopo ideal:Emitir radiação gama;Tempo de meia vida ideal; Radioisótopo que atende bem a essas características:

99mTc 99Tc + A energia da radiação emitida pelo 99mTc é idealmente correta, e o t1/2 é de 6 horas. O isótopo é largamente

empregado na varredura dos rins, fígado, bexiga, cérebro e pulmões

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Um exemplo prático bem conhecido é o uso do iodo-131 (I-131), que emite partícula beta, radiação gama e tem meia-vida de oito dias.O elemento iodo, radioativo ou não, é absorvido pelo organismo humano preferencialmente pela glândula tireoide, onde se concentra.

Fotoscan com I-131 da glândula tireoide de um

paciente obeso

A área mais brilhanteindica maior concentração do

radioisótopo.

Exemplo de radioisótopo:

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Tipos de radiação - MedicinaTipo de radiação Fontes mais comuns

Raios Alfa (4He2+)

Rádio-226Radônio-222Polônio-210

Raios Beta(e-)

TrítioEstrôncio-90Iodo-131Carbono-14

Raios Gama(fótons)

Cobalto-60Césio-137Produtos do decaimento do rádio-226Tecnécio-99m

Raios X(fótons)

Césio-137

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Cintilografia

Exemplo de Cintilografia óssea.Nota-se um acúmulo do radiotraçador na região da bexiga.

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Exemplo de Radiografia óssea.

Radiografia

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Tomografia computadorizada (CT)

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Tomografia de emissão positrônica (PET)

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Ressonância magnética nuclear (MRI)

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Luminescência

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Relógio atômico

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Datação por Radiatividade

O corpo humano contém, aproximadamente, 3x1026

átomos de carbono, dos quais 3x1018 (10ppb) são átomos de

carbono radioativo (14C).

“A química do fazer – Carbono 14”

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Bomba Atômica

Explosão da bomba atômica em Nagasaki – Japão.Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_at%C3%B4mica

“Fantástico - História da bomba atômica”

“Bomba atômica Hiroshima – DC”

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Você já imaginou como uma única bomba atômica consegue causar tanta destruição? De onde vem tanta energia ?

Comparando Energia 1 Kg de carvão libera energia suficiente para manter uma lâmpadade 100 watts acesa por 8 horas.1 Kg de urânio-235 libera energia suficiente para manter a mesma lâmpada acesa por 30.000 anos.

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Bomba de Nêutrons

Criada para atenuar problemas das bombas nucleares;Reduzido poder de impacto, porém com dez vezes mais proliferação de nêutrons;Pequena devastação mecânica, efeitos concentrados nos seres vivos; Em 1958 – explosão experimental da primeira bomba de nêutrons.Potência 50 vezes menor que a bomba de hidrogênio e área de ação de 2 km2.

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O Acidente de Chernobyl pode ser considerado um exemplo dos danos que uma bomba suja pode causar.

Bomba Suja

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Vista de usina nuclear brasileira em Angra dos Reis (RJ). (Fonte da imagem: Sturm)

Usinas nucleares

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Projétil 30mm de Urânio Empobrecido

Urânio empobrecido

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USS Nautilus, o primeiro submarino nuclear da história, criado em 1952.

Submarinos nucleares

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Usos na Agricultura

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Usos na Indústria

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Fukushima - Japão, 2011Tricastin - França, 2008Mihama - Japão, 2004Tokaimura - Japão, 1999 Tokai - Japão, 1997 Tomsk - Sibéria - Rússia, 1993Goiânia - Brasil, 1987 Chernobyl - Ucrânia, 1986 Fukui - Japão, 1981 Erwin - EUA, 1979 Three Mile Island - EUA, 1979 Bohunice - Tchecoslováquia, 1977 Yucca Flat - EUA, 1970 Submarino K-19, 1961 Windscale - Inglaterra, 1957 Kyshtym - Rússia, 1957                       

Acidentes nucleares

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Efeitos da radiação

“Cientistas explicam os efeitos da radiação no corpo humano e no meio ambiente JORNAL NACIONAL”

Formação em ação 55Fonte: The Guardian e Radiologyinfo.org (in UOL)

Efeitos da radiação

Formação em ação

http://www.greenpeace.org/brasil/pt/resultado-busca/?all=radioatividade

http://www.greenpeace.org/brasil/pt/

Trabalhando em sala de aulaDebates através da utilização de notícias:

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25 anos do desastre de Chernobyl: mitos e verdades da energia atômica

http://www.tecmundo.com.br/energia/9897-25-anos-do-desastre-de-chernobyl-mitos-e-verdades-da-energia-atomica.htm#ixzz2CVV8psfj

Exemplo: site do Greenpeace Brasil

Exemplo: notícias internet

Manifestantes do Greenpeace protestam contra o programa nuclear brasileiro (Fonte da imagem: EFE)

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Exemplos de vídeos

http://www.youtube.com/user/albertoprass/videos?query=nuclear

http://www.fisica.net/videos/Nuclear/

Assim como os utilizados nesta formação.

http://educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/debaser/genre.php?genreid=152

http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/debaser/genre.php?genreid=46

http://www.youtube.com

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Simuladores

Simulador: Propriedades das emissões radioativas - cargas

http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=236

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Exemplos de atividades

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REFERÊNCIASVÁRIOS AUTORES. Química: Livro didático público. 2. ed. Curitiba: SEED-PR, 2006. 1 v. p. 82-93 (Ensino médio).FONSECA, Martha Reis Marques Da. Química. 1. ed. São Paulo: FTD, 2010. 3 v. (Meio ambiente, cidadania, tecnologia). P. 372-415 e P. 76-87 (Orientações para o professor).REVISTA ELETRÔNICA DO DEPARTAMENTO DE QUÍMICA - UFSC. Química nuclear na medicina. Florianópolis, [20--]. Disponível em: <http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/nuclear/medicina.html>. Acesso em: 10 out. 2012.MAURÍCIO SAVARESE. Proeminência internacional do Brasil não depende mais de lula, dizem analistas. , 2010. Disponível em: <http://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/2010/05/18/proeminencia-internacional-do-brasil-nao-depende-mais-de-lula-dizem-analistas.htm>. Acesso em: 06 nov. 2012.RODRIGO DA SILVA LIMA; LUIZ CLÁUDIO FERREIRA PIMENTEL; JÚLIO CARLOS AFONSO. O despertar da radioatividade ao alvorecer do século xx. Química nova na escola. São Paulo, v. 33, n. 2, p.93-99. 01 maio 2011.

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REFERÊNCIASPAULA HOMEM DE MELLO . Radioatividade e a polêmica história das suas aplicações. , Instituto de Química de São Carlos - USP, 2006. Disponível em: <http://www.cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_32/EraUmaVez.html>. Acesso em: 06 nov. 2012.ÁTOMO: choque de titãs: parte 2 de 6. Produção de BBC. Inglaterra: BBC, 2010. 1 outro (10 min 07 s), color. Disponível em < http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/debaser/singlefile.php?id=17329>, acesso em 10 out. 2012.The Nobel Prize in Physics 1903". Nobelprize.org. 12 Nov 2012 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1903/"FANTÁSTICO" . Mundos invisíveis. , Rede Globo de Comunicação, 2008. Disponível em: <http://fantastico.globo.com/Jornalismo/FANT/0,,JOR193-15607,00.html>. Acesso em: 10 out. 2012.The Nobel Prize in Chemistry 1908". Nobelprize.org. 12 Nov 2012 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1908/UFPEL. Histórico da radioatividade. , 2000. Disponível em: <http://www.ufpel.tche.br/ifm/histfis/first.htm>. Acesso em: 10 out. 2012.The Nobel Prize in Chemistry 1911". Nobelprize.org. 17 Nov 2012 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1911/

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CIENTISTAS explicam os efeitos da radiação no corpo humano e no meio ambiente. Produção de Jornal Nacional. São Paulo: Rede Globo, 2011. 1 outro (03min36seg), color. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=I7XUwpQ_PKM&feature=related>. Acesso em: 10 out. 2012.OKUNO, Prof. Dr. Emiko. Efeitos biológicos das radiações ionizantes. In: COALIZÃO POR UM BRASIL LIVRE DE USINAS NUCLEARES, 2012, Universidade de São Paulo - Instituto de Física. Efeitos biológicos das radiações ionizantes. São Paulo: USP, 2012. p.1-34. Disponível em: <http://https://docs.google.com/file/d/0B1TYuKkl-HKjbU5JRmwySkQyUlU/edit?pli=1>. Acesso em: 13 nov. 2012.O DESASTRE de chernobyl. Produção de Discovery Channel. Inglaterra: Discovery Channel, [20--]. 1 outro (46min 42s), color. Disponível em:<http://www.youtube.com/watch?v=EwS9-dC-dKg>.acesso em 10 out. 2012.SEED-PR. Acidentes nucleares - AIQ 2011. , 2011. Disponível em: <http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=145>. Acesso em: 10 out. 2012.Y.IMAI, Rafael. Aprendendo sobre radioatividade. , [20--]. Disponível em: <http://www.aprendendosobreradioatividade.xpg.com.br/>. Acesso em: 10 out. 2012.

REFERÊNCIAS

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REFERÊNCIAS

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REFERÊNCIAS