RADIOATIVIDADERADIOATIVIDADEDefinição: radioatividade ou reação nuclear é a emanação de radiação do núcleo de átomos instáveis, decaimento, que se transmutam em outros elementos.

Obs. As reações nucleares são de natureza diferente das reações químicas.

Comparação entre os tipos de reações:

QUÍMICAS NUCLEARES

Conservam os elementos químicos Geralmente Transformam os elementos em outros

A reatividade do elemento varia com o tipo de ligação

Independe das ligações químicas que o elemento participa

Isótopos têm propriedades químicas iguais

Isótopos podem possuir propriedades nucleares muito diferentes

Implicam em baixas variações de energia

Implicam em altíssimas variações de energia

Radioatividade: HistóricoRadioatividade: Histórico

1895 – Descoberta dos raios X, Wilhelm Konrad Röentgen.

1895 – Descoberta da radioatividade, sais de urânio, Henri Becquerel.

1897 – Descoberta do elétron, Joseph John Thomson.

1898 – Descoberta do Polônio e em seguida do Rádio, Pierre e Marie Curie.

1903 – Idéia de carga positiva e negativa do átomo, Philipp Lenard.

1906 – Núcleo do átomo e suas transmutações, Ernest Rutherford.

Natureza das RadiaçõesNatureza das Radiações

• Existem três tipos de radiação as quais consideramos:

– Radiação é a perda de 42He pelo núcleo.

– Radiação é a perda de um elétron pelo núcleo.

– Radiação é a perda de fóton de alta energia pelo núcleo.

• Na química nuclear, para garantir a conservação dos núcleons escrevemos todas as partículs com seus números atômicos e de massa: 4

2He e 42

representam a radiação .

Natureza das RadiaçõesNatureza das Radiações

Poder de penetração e ionização relativo das

radiações

Poder de penetração e ionização relativo das

radiações

Obs. O poder de ionização é contrário ao poder de penetração.

Leis da RadioatividadeLeis da Radioatividade1ª Lei da Radioatividade (Lei de Soddy): "Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui de duas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades”.

zXA = 2 α 4 + z – 2Y A - 4

Ex: 92 U 235

= 2 α4 + 90 Th

231

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

ZXA = -1b0 + Z + 1Y A

Ex: 83 Bi 210 = -1 b 0 + 84 Po 210

Velocidade de decaimento radioativo:

meia-vida

Velocidade de decaimento radioativo:

meia-vida

Definição: meia-vida é o tempo necessário para que uma substância radioativa se desintegre à metade da quantidade inicial

Velocidade de decaimento radioativo:

meia-vida

Velocidade de decaimento radioativo:

meia-vida

Datação através da meia-vida

Datação através da meia-vidaDatação

• O carbono 14 é usado para determinar as idades de compostos orgânicos, uma que as meias-vidas são constantes.

• Supomos que a razão de 12C para 14C tem sido constante através dos tempos.

• Para detectarmos o 14C, o objeto deve ter menos que 70 mil anos de idade.

• A meia-vida do 14C é 5.730 anos.

• Ele sofre decaimento para 14N por meio de emissão :14

6C 147N + 0

-1e

• Para descobrir há quanto tempo um organismo morreu, determina-se a quantidade de elétrons emitidos por grama do material. Atualmente o C14 emite cerca de 15 elétrons por minuto por grama do material. Antes da explosão da primeira bomba atômica na biosfera da Terra, ocorriam aproximadamente 13,5 emissões de elétrons por minuto por grama do carbono. Se uma material emite 13,5/2 elétrons por minuto por grama, o organismo deve ter 5730 anos.

Reações NuclearesReações NuclearesDefinição: “são reações nas quais um elemento se transforma em outro “transmutação”

Fissão NuclearFissão Nuclear

Definição: “é a divisão do núcleo em dois núcleos menores, com liberação de uma quantidade enorme de energia”

92 U 235 + 0n

1 → 56Ba142 + 36Kr91 + 3 0n1

Fusão NuclearFusão Nuclear

Definição: “é a junção de núcleos atômicos produzindo um núcleo maior, com liberação de uma quantidade enorme de energia”

1 H 2 + 1H

3 → 2He4 + 0n1