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Área 2 - QuímicaEnsino Médio - 2º Ano
LEIS DA RADIOATIVIDADE
Radioatividade – Raios-X• Wilhelm Roentgen - descoberta dos raios-X em 5/11/1895
II Revolução Científica.• Raios-X - raios eletricamente neutros e invisíveis que atravessam
papel, madeira e finas lâminas de metal.
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Um forte feixe de elétrons (A) sai do catodo e se choca contra o anodo produzindo um feixe de raios X (B).
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Espectro eletromagnético
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Imagem: Original Horst Frank, with some modifications by Jailbird. Tradución da versión de Alebergen / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Radioatividade – emissões espontâneas• Henri Becquerel (1896) - Estudo da luminescência
Descoberta de emissões espontâneas diferentes dos raios-X; Violação da conservação da energia.
Fluorescência Fosforescência
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Natureza da radioatividade• Marie Curie (em 16/12/1897) - uso do termo
radioatividade (Nobel de Física) Descoberta do polônio e do rádio (Nobel de Química)
• Diferença entre a radioatividade e os raios-X:– raios-x são produzidos quando uma substância (gás) é
bombardeada; – a radioatividade ocorre espontaneamente.
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Histórico
Pierre e Marie Curie
Henri Becquerel
WilhelmRöntgen
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Imagem: Paul Nadar / United States Public Domain
Explicação da radioatividade
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Radioatividade• Radioatividade Está voltada para os
fenômenos relacionados ao núcleo atômico;• Reação nuclear Processo no qual o núcleo de
um átomo sofre alguma alteração;• Nuclídeo Nome dado a um núcleo
caracterizado por um número atômico (Z) e um
número de massa (A) ZXA;• Radionuclídeo ou radioisótopo Nuclídeo
emissor de radiação.
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
Partículas subatômicas
Subpartícula Carga Massa SímboloPróton +1 1 1p1
Nêutron 0 1 0n1
Elétron -1 0 -1e0
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
Símbolos utilizados
Partícula SímboloAlfa 24 ou 2He4
Beta -10
Gama 00
Neutrino 00
Pósitron 1e0
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
Radiações α, e
Emissão Símbolo Penetração Ionização Desvio
Alfa 24 Baixa Alta Pequeno
Beta -10 Alta Média Grande
Gama 00 Altíssima Baixa Não desvia
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Emissões radioativas• Emissão α:
• Emissão :
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Emissões radioativas
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Imagem: SEE-PE, Redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
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As partículas Alpha são paradas por uma folha de papel, enquanto as partículas Beta só são paradas por uma placa de alumínio. Já as partículas de radiação Gama penetram a matéria, sendo paradas completamente por uma parede de chumbo de 4 metros de espessura.
Imagem: SEE-PE, Redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
Redemption Song – Bob MarleyEmancipate yourselves from mental
slavery
None but ourselves can free our minds
Have no fear for atomic energy,
'Cause none of them can stop the time
How long shall they kill our prophets,
While we stand aside and look
Some say it's just a part of it
We've got to fulfill de book.
Liberte-se da escravidão mental
Ninguém além de você pode libertar sua mente
Não tenha medo da energia atômica,
Porque eles não podem parar o tempo
Por quanto tempo vão matar nossos profetas?
Enquanto nós permaneceremos de lado olhando
Alguns dizem que é apenas uma parte disto
Nós temos que cumprir inteiramente o Livro
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
E o tempo parou...
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Para Hiroshima!
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Imagem: Autor desconhecido, 6 August 1945 / Public Domain
Aplicações militares
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Bomba em Hiroshima
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Réplica da bomba “Little Boy” lançada em Hiroshima, Japão, em agosto de 1945.
Reator nuclear
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"Dr. Norman Hilberry (esquerda) e Dr. Leo Szilard, em frente ao laboratório onde foi construído o primeiro reator nuclear durante a 2ª Guerra Mundial. Ambos trabalharam com o Dr. Enrico Fermi para conseguir a primeira reação de energia nuclear auto-sustentável, realizada em 02 de Dezembro de 1942 na Universidade de Chicago.
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Vista externa do reator NSTX.
Fissão nuclear
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1. Um átomo de urânio-235 absorve um nêutron, ocorrendo a fissão em dois novos átomos (fragmentos da fissão), soltando três novos neutrons e energia de ligação;
2. Um desses nêutrons é absorvido por um átomo de urânio-238 e continua a reação. Outro nêutron é perdido, não colidindo com nada, continuando também a reação. Enquanto isso, o terceiro nêutron colide com um átomo de urânio-235, o qual, com a fissão, libera dois nêutrons e determinada energia de ligação;
3. Ambos os nêutrons colidem com átomos de urânio-235; cada fissão libera entre dois e três neutrons; e assim por diante.
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Bomba Atômica
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Imagem: SEE-PE, Redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.
Poeira das estrelas
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Imagem: Central region of the Lagoon Nebula (also known as M8 and NGC 6523) - an H II region in the Sagittarius constellation / Southern African Large Telescope (SALT) / Public Domain
Fusão nuclear – nascimento e
destruição
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Três fases da reação de fusão nuclear:
1 - O deutério e o trítio são acelerados até uma velocidade que permita o início da reação;
2 - É criado um núcleo instável de He-5;
3 - Ocorre a ejeção de um nêutron e a expulsão de um núcleo de He-4.
Bomba de hidrogênio
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
Essa arma nuclear americana foi testada por Ivy Mike em 31 de outubro de 1952 no Atol Enewetak (Pacífico). Foi o primeiro teste de arma termonuclear (bomba de hidrogênio.).
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Acidentes nucleares...
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28/Março/1979: Three-Mile Island - EUA 26/Abril/1986: Chernobyl – Ucrânia
Consequências...
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Vítima da bomba atômica de Hiroshima.
Perigo radioativo
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
Imagem: TimVickers / Public Domain.
Brasil na era nuclear
• Angra-I e II no Rio de Janeiro; e• Reservas de urânio no Brasil.
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Aplicações da radioatividade
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• Anúncio, de 1933, da linha de cosméticos Tho-Radia; e pó facial da mesma marca.
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Aplicações da radioatividade
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Imagem: The physics of decay and origin of carbon 14 for the radiocarbon dating / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported, 2.5 Generic, 2.0 Generic and 1.0 Generic.
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Tomografia PET.
Datação com C-14
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Cinética das emissões radioativas• Tempo de meia-vida (t1/2) ou período de semi-
desintegração (P) Tempo necessário para que metade da quantidade de um radionuclídeo presente em uma amostra sofra decaimento radiativo.
QUÍMICA - 2º AnoLeis da Radioatividade
(massa inicial)
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Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
2a SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
2bWilhelm Röntgen / United States Public Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:First_medical_X-ray_by_Wilhelm_R%C3%B6ntgen_of_his_wife_Anna_Bertha_Ludwig%27s_hand_-_18951222.gif 03/02/2012
3
Original Horst Frank, with some modifications by Jailbird. Tradución da versión de Alebergen / Creative Commons.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/Espectro_eletromagnetico-pt.svg/800px-Espectro_eletromagnetico-pt.svg.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/Espectro_eletromagnetico-pt.svg/800px-Espectro_eletromagnetico-pt.svg.png 06/02/2012
4a Nigpich2A / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HK_Disneyland_Park_Promenade_night_road_sign.JPG 03/02/2012
4b Naklig at el.wikipediahttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oris_meistertaucher_2.jpg 03/02/2012
6a Autor Desconhecido / Public Domainhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pierre_and_Marie_Curie.jpg 03/02/2012
6bImagem: Paul Nadar / United States Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Portrait_of_Antoine-Henri_Becquerel.jpg 03/02/2012
6c Nobel foundation Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:WilhelmR%C3%B6ntgen.JPG 03/02/2012
Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
7Imagem: "E=MC² " de David Bodanis, Ed. Berkley Trade; 1ª Ed. (9 de Outubro de 2001).
http://www.amazon.com/mc2-Biography-Worlds-Famous-Equation/dp/0425181642 03/02/2012
13 SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/201214a SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
14b
Alpha particles are stopped by a sheet of paper whilst beta particles halt to an aluminium plate. Gamma radiation is dampened when it penetrates matter. Gamma rays can be stopped from 4 meters of lead / Publi c Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alfa_beta_gamma_radiation.png
08/03/2012
16a Aude / GNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nagasaki_a-bomb_clock.jpg 03/02/2012
16b Fg2 / Public Domainhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hiroshima_Gembaku_Dome_1.jpg 03/02/2012
17a United States Public Domain
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hiroshima_Street_Scene_with_injured_Civilians.jpg 01/02/2012
17b United States Public Domain
http://en.wikipedia.org/wiki/File:The_patient%27s_skin_is_burned_in_a_pattern_corresponding_to_the_dark_portions_of_a_kimono_-_NARA_-_519686.jpg 01/02/2012
18 United States Public Domainhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atomic_cloud_over_Hiroshima.jpg 01/02/2012
19
US government DOD and/or DOE photograph. Public domain as work of U.S. federal government.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Little_boy.jpg 03/02/2012
Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
20a US Department of Energy / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Szilard_and_Hilberry.jpg 03/02/2012
20bPrinceton Plasma Physics Laboratory / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NSTX.jpg 03/02/2012
21 Fastfission / Public Domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fission_chain_reaction.svg 06/02/2012
22 SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
23
Central region of the Lagoon Nebula (also known as M8 and NGC 6523) - an H II region in the Sagittarius constellation / Southern African Large Telescope (SALT) / Public Domain 08/03/2012
24 I, Panoptik / GNU Free Documentation License http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:D-T_fusion.svg 06/02/2012
25 US Atomic Energy Commission / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ivy_explosion.JPG 03/02/2012
26a United States Department of Energy / Public Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Three_Mile_Island_(color)-2.jpg 01/02/2012
26bBen Fairless / Creative Commons - Atribuição 2.0 Genérica.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:The_dangerous_view_-_Pripyat_-_Chernobyl.jpg 08/03/2012
27 Onuka, Masami ( 尾糠政美 ) / Domínio Público. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Victim_of_Atomic_Bomb_002.jpg 06/02/2012
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso
28 TimVickers / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geiger_counter_2.jpg 06/02/2012
29a Sturm / Creative Commonshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vista_Angra.jpg 06/02/2012
29bAndré Koehne / GNU Free Documentation License
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:UranioBrasil.gif 06/02/2012
30a
Linha de Cosméticos contendo Radio, vendidos na primeira parate do século XX / Musée Marie Curie / GNU Free Documentation License. 08/03/2012
30b Rama / CeCILLhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tho-Radia-IMG_1228.JPG 06/02/2012
31a Myohan at en.wikipedia / Creative Commons http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thyroid_scan.jpg 06/02/2012
31b Smoothape / Public Domain http://en.wikipedia.org/wiki/File:Axesse_Radiotherapy.png 06/02/2012
31c, e 33
Reconstrução da múmia de Öetzi exposta no Prehistory Museum of Quinson, Alpes-de-Haute-Provence, França / fotografia disponibilizada por 120 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Otzi-Quinson.jpg 08/03/2012
32 Sanko / Creative Commonshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:PET_Scan_nasopharynx_carcinoma.jpg 06/02/2012
33 Hokanomono / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Radiocarbon_dating_calibration.svg
08/03/2012
34 SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
Tabela de Imagens