RADIOATIVIDADE

Atividade que certos átomos possuem de emitir radiações

eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de

adquirir estabilidade.

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.

• 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.

Representação

• Partícula alfa: 2α4

• Partícula beta: -1β0

• Radiação Gama: 0γ0

• Próton: 1p1

• Nêutron: 0n1

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.

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

garfo...

O cara brincou com arco e flecha...

Brincando com foguetes...

Olha a faca!!!

Lembrança que o cirurgião deixou...

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

O ladrão que se deu mal...

Se não fosse o nariz...

LEIS DA RADIOATIVIDADE

• 1ª lei de Soddy:

ZXA 2α4 + Z-2 Y A-4

• 2ª Lei de Soddy:

ZQA -1β0 + Z+1RA

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.

TRANSMUTAÇÕES ARTIFICIAIS

• São transformações nucleares que ocorrem através do bombardeamento de uma partícula em um núcleo.

• Ex: 7N14 + 2α4 8O17 + 1p1

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.

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

• 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.

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.

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

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.

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.

92U235 + 0n1 56Ba139 + 36Kr95 + 20n1 + energia

• 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.

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.

• 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

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.

• 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.

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

HIROSHIMA

• 6 de agosto de 1945.• Bomba de Urânio 235, com potência de 21

quilotons (21000 toneladas de TNT).• 66000 mortos e 69000 feridos

66000 minutos de silêncio...

NAGASAKI

• 10 de agosto de 1945.• Bomba de plutônio, com potência de 21

quilotons.• 39000 mortos e 25000 feridos.

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 2He4 + 2 -1β0

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.

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.