RADIOATIVIDADERADIOATIVIDADE

RadioatividadeRadioatividadeHistórico:Histórico:

Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato radioatividade natural, ao observar que o sulfato

duplo de potássio e uranila : Kduplo de potássio e uranila : K22(UO(UO22)(SO)(SO44))22 , , conseguia impressionar chapas fotográficas.conseguia impressionar chapas fotográficas.

Henry Becquerel Henry Becquerel

Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o polônio (400 vezes mais radioativo que o urânio) e depois, polônio (400 vezes mais radioativo que o urânio) e depois,

o rádio (900 vezes mais radioativo que o urânio).o rádio (900 vezes mais radioativo que o urânio).

Novas descobertas demonstraram que os elementos Novas descobertas demonstraram que os elementos radioativos naturais emitem três tipos de radiações:radioativos naturais emitem três tipos de radiações:αα, , ββe e γγ . No começo do século XX, Rutherford criou uma . No começo do século XX, Rutherford criou uma

aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações eram emitidas pelo material radioativo, contido no eram emitidas pelo material radioativo, contido no

interior de um bloco de chumbo e submetidas a um interior de um bloco de chumbo e submetidas a um

campo magnético. Sua trajetória era desviadacampo magnético. Sua trajetória era desviada

Conceito de Radioatividade:Conceito de Radioatividade:

É a capacidade que certos átomos É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A emissão de adquirir estabilidade. A emissão de partículas faz com que o átomo radioativo partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento químico se de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento transforme num átomo de outro elemento químico diferente químico diferente

Tipos de radiações:Tipos de radiações:

1-1-Emissões alfaEmissões alfa ( (22αα44) : partículas com carga ) : partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons.nêutrons.

Velocidade médiaVelocidade média : 20000 km/s . : 20000 km/s . Poder de penetraçãoPoder de penetração : pequeno, são detidas por : pequeno, são detidas por

pele, folha de papel ou 7 cm de ar.pele, folha de papel ou 7 cm de ar. Poder ionizante ao arPoder ionizante ao ar : elevado, por onde : elevado, por onde

passam capturam elétrons, transformando-se passam capturam elétrons, transformando-se em átomos de Hélio.em átomos de Hélio.

1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy)1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy) : : " "Quando um Quando um núcleo emite uma partícula alfa (núcleo emite uma partícula alfa (αα) , seu número atômico ) , seu número atômico diminui de suas unidades e seu número de massa diminui diminui de suas unidades e seu número de massa diminui

de quatro unidades."de quatro unidades."

ZZ X X AA = = 22 αα44 + + Z - 2Z - 2 Y Y A -4A -4

Ex: Ex: 92 92 U U 235235 = = 22 αα44 + + 9090 Th Th 231231

2-2-Emissões betaEmissões beta ( ( -1-1 ββ 00 )) : partículas com carga : partículas com carga elétrica negativa e massa desprezível (elétrons elétrica negativa e massa desprezível (elétrons

atirados para fora do núcleo) .atirados para fora do núcleo) . nêutron =nêutron = prótonpróton ++ elétronelétron ++ neutrinoneutrino Os prótons permanecem no núcleo e os Os prótons permanecem no núcleo e os

elétrons e neutrinos são atirados fora elétrons e neutrinos são atirados fora dele.dele.

Ou: Ou: 0 0 n n 11 = = 11 p p 11 + + -1-1 b b 00 + + neutrinoneutrino

Velocidade médiaVelocidade média: 95% da velocidade da luz.: 95% da velocidade da luz.Poder de penetraçãoPoder de penetração : 50 a 100 vezes mais : 50 a 100 vezes mais

penetrantes que as partículas alfa. São detidas por penetrantes que as partículas alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (A1 cm de alumínio (All) ou 2 mm de chumbo (Pb).) ou 2 mm de chumbo (Pb).

Danos os organismosDanos os organismos : maiores do que as : maiores do que as emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo

humano e causar danos sérioshumano e causar danos sérios

2ª Lei da Radioatividade2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) (lei de Soddy-Fajans-Russel) :: "Quando um núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número "Quando um núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se

altera."altera." Z X A = -1β 0 + Z + 1 Y A

Ex: 83 Bi210 = -1 β 0 + 84 Po 210

3-3-Emissões gamaEmissões gama((00γγ00)) : : são ondas eletromagnéticas, são ondas eletromagnéticas, da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem

carga elétrica nem massa.carga elétrica nem massa.

VelocidadeVelocidade:: igual à da luz= 300 000 km/s. igual à da luz= 300 000 km/s.

Poder de penetraçãoPoder de penetração:: alto, são mais penetrantes alto, são mais penetrantes que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)

..Danos à saúdeDanos à saúde:: máximo, pois podem atravessar o máximo, pois podem atravessar o

corpo humano, causando danos irreparáveis.corpo humano, causando danos irreparáveis.

Partículas usadas nas reações nucleares:Partículas usadas nas reações nucleares:

Alfa =Alfa =22αα 4 4

Beta =Beta =-1-1 ββ0 0

Gama =Gama =00γγ 0 0

Próton =Próton =11pp11 Deutério =Deutério =11dd22

Nêutron =Nêutron =00 n n 11 Pósitron =Pósitron =+1 +1 ββ 00

Meia vida (P):Meia vida (P): É o período de tempo necessário para que a É o período de tempo necessário para que a

metade dos átomos presentes num elemento se metade dos átomos presentes num elemento se desintegre. O tempo de meia vida é uma desintegre. O tempo de meia vida é uma

característica de cada isótopo radioativo e não característica de cada isótopo radioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nem de depende da quantidade inicial do isótopo nem de

fatores como pressão e temperaturafatores como pressão e temperatura

CURVA DE DECAIMENTO CURVA DE DECAIMENTO RADIOATIVORADIOATIVO

TRANSMUTAÇÃO NUCLEARTRANSMUTAÇÃO NUCLEAR FISSÃO NUCLEAR:FISSÃO NUCLEAR:éé a divisão de um a divisão de um núcleo atômico núcleo atômico

pesado e instável através do seu bombardeamento com pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.liberação de uma quantidade enorme de energia.

9292UU235235 + + 00nn11 5656BaBa142142 + + 3636KrKr9191 + 3 + 3 00nn11 + + 4,6 . 109kcal4,6 . 109kcal

Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos,

liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia: Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e

pela desintegração da bomba atômica.pela desintegração da bomba atômica.

Fusão Nuclear:Fusão Nuclear: É a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo É a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo

um único núcleo maior, com liberação de grande um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear:etc.)proveniente da reação de fusão nuclear:

4 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia

(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)

Efeitos das Radiações:Efeitos das Radiações:

Efeitos elétricosEfeitos elétricos: o ar atmosféérico e : o ar atmosféérico e gases são ionizados pelas radiações, gases são ionizados pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade. O tornando-se condutores de eletricidade. O aparelho usado para detectar a presença aparelho usado para detectar a presença de radiação e medir sua intensidade, de radiação e medir sua intensidade, chamado chamado contador Geigercontador Geiger, utiliza esta , utiliza esta propriedade propriedade

--Efeitos luminososEfeitos luminosos : as radiações provocam : as radiações provocam fluorescência em certas substâncias, como o fluorescência em certas substâncias, como o

sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na fabricação de ponteiros luminosos de relógios e fabricação de ponteiros luminosos de relógios e

objetos de decoraçãoobjetos de decoração

--Efeitos biológicosEfeitos biológicos : : as radiações podem ser utilizadas as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de

câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias.

Também afetam o DNA, provocando mutações genéticasTambém afetam o DNA, provocando mutações genéticas RADIOTERAPIARADIOTERAPIA : :

--Efeitos químicosEfeitos químicos : : radioisótopos têm sido usados para radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, como o Ccomo o C1414. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos..

COLETA DE CARVÃO PARA COLETA DE CARVÃO PARA DATAÇÃO DE CARBONO 14 DATAÇÃO DE CARBONO 14

Usos das reações nucleares:Usos das reações nucleares: --Produção de energia elétricaProdução de energia elétrica: os reatores nucleares : os reatores nucleares

produzem energia elétrica, para a humanidade, que produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e também utilizadas para propulsão de navios e

submarinossubmarinos

--Aplicações na indústriaAplicações na indústria : : em radiografias de tubos, em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No

controle de produção; no controle do desgaste de controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em materiais; na determinação de vazamentos em

canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos; canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos;

na esterilização de seringas descartáveis; etc.na esterilização de seringas descartáveis; etc. ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICOESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICO

Aplicações na MedicinaAplicações na Medicina : : no diagnóstico das no diagnóstico das doenças, doenças, com traçadorescom traçadores = tireóide( I131), tumores = tireóide( I131), tumores

cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etccerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc

FAMÍLIAS RADIOATIVASFAMÍLIAS RADIOATIVAS

Os elementos com número atômico igual ou superior a Os elementos com número atômico igual ou superior a 84 são radioativos, assim como o Tc(Z=43) e o 84 são radioativos, assim como o Tc(Z=43) e o Pm(Z=61). Os elementos de número atômico superior Pm(Z=61). Os elementos de número atômico superior ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o Pm). Pm). Na natureza existem elementos radioativos que Na natureza existem elementos radioativos que realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas, realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas, até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo não possui, ainda, uma organização interna estável e, não possui, ainda, uma organização interna estável e, assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a configuração de equilíbrio configuração de equilíbrio