Prof: Vinícius Medrado

Prof: Vinícius Medrado

Radioatividade

É a parte da físico-química que estuda as emissões radioativas devido uma instabilidade nuclear.

A relação próton/nêutronA relação próton/nêutron

A emissão de partículas do núcleo faz com que o átomo radioativo de

determinado elemento químico se transforme num átomo de outro

elemento químico diferente, ou seja, reação nuclear.

Um breve históricoUm breve histórico

•Roentgen ( 1895)–físico Alemão : Descobriu o Raio-X.


•Henri Becquerel( 1896 )–químico Francês: Descobriu a Radioatividade.

•Marie e Pierre Curie (1898)- química Polonesa: Isolou o Polônio e o Rádio.


•Ernest Rutherford ( 1900 )–físico neozelandês: Descobriu três tipos de

radiação ( alfa, beta e gama ).

Emissões Alfa Emissões Alfa

•São partículas pesadas, com carga positiva, constituida de 2 prótons e de e nêutrons( como um núcleo do Hélio ). •São ionizantes.

•Baixo poder de penetração e dano biológico.

Emissões Beta Emissões Beta

•São partículas leves, com carga negativa e massa desprezível( semelhante a elétrons ). •São pouco ionizantes.

•Médio poder de penetração e dano biológico.

Emissões Gama Emissões Gama

•São radiação eletromagnéticas semelhantes aos raio-x. Não possuem carga e massa. •Não ionizantes.

•Alto poder de penetração e dano biológico.

Poder de penetração das Emissões Poder de penetração das Emissões

Leis da Radioatividade Leis da Radioatividade

•Primeira Lei de Soddy: Emissão Alfa


•Segunda Lei de Soddy: Emissão Beta


•Hipótese de Fermi: físico italiano.

Partículas subatômicas Partículas subatômicas

Propriedades das Emissões Propriedades das Emissões

•Efeito químico

•Efeito térmico

•Efeito luminoso

•Efeito elétrico

•Efeito fisiológico

Transmutação Nuclear Transmutação Nuclear

•Em 1919 –Rutherford :


•Em 1932 –Chadwick : descobriu os nêutrons.


Série Radioativa Série Radioativa

Período de meia-vidaPeríodo de meia-vida

É o tempo necessário para que uma amostra radioativa se reduza pela

metade .



Fissão e Fusão Nuclear

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

No atual momento histórico um dos temas mais discutidos pela sociedade

moderna é a crise energética mundial. Questionar e repensar a utilização das fontes energéticas renováveis e não-

renováveis da maneira como vem ocorrendo, visando garantir o futuro da humanidade e da Terra, é dever de todo aquele que tem consciência do planeta que habita e da sociedade que deseja.

# 1934 – Enrico Fermi e Emílio Segrè bombardearam átomos de urânio com nêutrons na tentativa de obter elementos com número atômico maior que 92 (transurânicos).

HISTÓRICOHISTÓRICO

# 1938 – Otto Hahn e Fritz Strassman, repetindo experiência de Fermi

conseguiram determinar a presença de Bário nos produtos formados.

FISSÃO NUCLEAR : O PROCESSOFISSÃO NUCLEAR : O PROCESSO

É a partição de núcleo atômico pesado e instável provocada por um bombardeamento de

nêutrons moderados, originando 2 núcleos médios

liberando de 2 ou 3 nêutrons e uma energia colossal.

Equação de Einstein

Reação em cadeia

• Reação em cadeia;

• Massa crítica;

• O urânio-235 e o urânio-238

• O enriquecimento do urânio

Enriquecimento de urânio-Enriquecimento de urânio-tecnologia nuclear no Brasiltecnologia nuclear no Brasil

• 1ª.etapa:U-235 até 3 ou 3,5% transforma em gás UF6 ;

• 2ª. Etapa: O gás é transformado em óxido

UO2 , é prensado na fábrica de combustível

nuclear e transformado em pastilhas

cilíndricas de 1cm de altura por 1 cm de

diâmetro.

O elemento combustível é composto pelas pastilhas montadas em tubos de uma liga metálica especial a zircaloy.

CONDIÇÕES PARA OCORRER:CONDIÇÕES PARA OCORRER:

A fissão ocorre na natureza a temperatura e pressão ambientes.

ENERGIA GERADA6 g de urânio, elemento mais usado na fissão , rendem 0,520 x1023 MeV, equivalente ao abastecimento de uma casa com quatro pessoas durante um dia.

1Kg de Urânio-235 equivale cerca de 30t de TNT1 quiloton equivale a 1000 t de TNT

A FISSÃO gera energia limpa?A FISSÃO gera energia limpa?

Quando um átomo de urânio é dividido, ele pode gerar quaisquer dois elementos (desde que o peso dos dois somados seja igual ao do urânio). Isso inclui os altamente tóxicos e radioativos (como o bário), que não podem ser liberado no ambiente, exigindo armazenamento especial.

Bomba AtômicaBomba Atômica

Bomba AtômicaBomba Atômica

FUSÃO NUCLEARFUSÃO NUCLEAR

A Fusão Nuclear é um processo físico A Fusão Nuclear é um processo físico que, ao contrário da Fissão Nuclear, que, ao contrário da Fissão Nuclear, promove a junção de dois núcleos promove a junção de dois núcleos atômicos leves, obtendo como produto, a atômicos leves, obtendo como produto, a formação de um núcleo atômico pesado;formação de um núcleo atômico pesado;

Os Reatores de Fusão Nuclear estão no Os Reatores de Fusão Nuclear estão no topo das listas de tecnologias energéticas topo das listas de tecnologias energéticas definitivas para a humanidade, definitivas para a humanidade, constituindo uma fonte de energia isenta constituindo uma fonte de energia isenta de carbono;de carbono;

Potencial de geração de 1 GigaWatt de Potencial de geração de 1 GigaWatt de eletricidade de apenas alguns eletricidade de apenas alguns quilogramas de combustível por dia;quilogramas de combustível por dia;

Os combustíveis básicos, tais como Deutério e Lítio não são radioativos, sendo abundantes na natureza e distribuídos de modo uniforme na crosta terrestre;

A combustão entre os reagentes não poderá ocorrer de forma descontrolada, pois a cessação das reações de fusão poderá ocorrer quando não se injetar mais combustível no reator, terminado os processos em uma fração de segundos;

VANTAGENSVANTAGENS

Os problemas com os resíduos do processo são limitados, pois não existem rejeitos radioativos oriundos dos mesmos, sendo que o tratamento dos gases emitidos no processo poderá ser feito no local;

A radioatividade dos componentes constituintes do reator, devido a exposição dos mesmos aos nêutrons altamente energéticos e conseqüentes da reação, utilizados para a produção de Trítio, terão de ser armazenados em local apropriado, sendo que o seu tempo de confinamento será bem inferior a cem anos;

VANTAGENSVANTAGENS

Geração de energia elevada quando comparado o processo de Fusão Nuclear ao Processo de Fissão Nuclear;

Não há emissão de gases estufa que poderiam gerar mudanças climáticas na Terra, constituindo uma fonte de energia limpa;

Integração entre as tecnologias de Fusão e Fissão Nuclear, produzindo Urânio nos reatores Tokamaks, para serem utilizados nas usinas de fissão;

VANTAGENSVANTAGENS

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