Emissões radioativas:

-Alfa :são partículas pesadas que possuem 2 prótons e 2 nêutrons ( núcleo de He). São lentas, de velocidade aproximadamente igual a 20 000 km/s. Poder de penetração muito pequeno. Têm um alto poder de ionização.

42

-Beta : são partículas leves sem massa, semelhantes aos elétrons, possuem carga negativa. Têm um poder de penetração médio de até 2 mm de chumbo. Pequeno poder de ionização e velocidade de 90% da velocidade da luz.

01

-Gama : são radiações eletromagnéticas sem massa ou carga. Velocidade igual a velocidade da luz. Altíssimo poder de penetração, até de 5mm de chumbo. Poder de ionização desprezível.

00

Leis da radioatividade:Primeira Lei de Sody: Quando um nuclídeo emite uma partícula alfa seu número de massa diminui de 4 unidades e seu número atômico diminui de duas unidades. YX A

ZAZ

42

42

Segunda Lei de Sody:Quando um nuclídeo emite uma partícula beta, seu número de massa não altera e seu número atômico aumenta de 1 unidade. YX A

ZAZ 1

01

As partículas beta, são elétrons emitidos, quando um núcleo instável, tem seus nêutrons se transformando em 1 próton, 1 elétron , radiações gama e 1 neutrino.(Hipótese de Sody)

+ +Nêutron próton beta neutrino

Cinética das Radiações

Meia-vida ou período de semi-desintegração ( P ): tempo que uma amostra, gasta para se reduzir a metade.

P = 0,7 . Vm

Velocidade de desintegração: chamando de n0 o número de átomos radioativos e de n o número de átomos radioativos que não sofreram desintegração, após um intervalo de tempo t, teremos como velocidade média de desintegração:

Δt

Δv n

m

Velocidade instantânea de desintegração: é o limite da velocidade média quando t tende a zero.

Transmutações nucleares artificiaisTransmutação: quando um núcleo transforma-se em outro.

Exemplos:

pON 11

178

42

147 Primeira transmutação artificial,

realizada por Rutherford em 1919.

nCBe 10

126

42

94 Descoberta do nêutron por

Chadwick em 1932

nPAl 10

3015

42

2713 Primeiro radio-isótopo artificial

obtido por Irene e Frédéric Joliot em 1933. O fósforo se desintegra, emitindo um pósitron.

eSiP 01

3015

3015

Medidas de radiação

Para sabermos, os limites que podemos suportar de radiações, devemos saber alguns conceitos sobre algumas novas grandezas:

-Intensidade de radiação: número de desintegrações por unidade de tempo. São medidas em Becquerel.( 1 Bq corresponde a 1 desintegração por segundo. Cada estalo no contador Geiger 1 emissão alfa ou beta.

-Dose absorvida de radiação ( DAB): energia absorvida por quilograma de ser vivo. A unidade usada é o gray ( Gy) que equivale a um joule por quilograma.

-Fator de qualidade (Q): corresponde aos efeitos radioativos de cada radiação. Ex: alfa Q = 20; beta e gama Q = 1

-Juntando todas as grandezas teremos: Dose equivalente = DAB.Q = (Sv-sievert) DEQ = DAB.Q

Dose equivalente (Sv) Efeitos no homem

0 0,25 Não provoca efeitos clínicos

0,25 0,50Provoca diminuição de glóbulos brancos temporária

1,0 2,0 Redução séria no número de leucócitos e náuseas

5,0 Após trinta dias, morte de 50% da área atingida

20,0Após algumas horas, morte total da área atingida

Reação de fissão nuclear: Reação em cadeia, onde radioisótopos maiores se desintegram em radioisótopos menores, liberando nêutrons mais energia. Princípio das bombas atômicas e reatores nucleares.

Nêutrons 92U235 36Kr92 + 56Ba141 + nêutrons + Energia

Reação de fusão nuclear: Reação onde radioisótopos menores são fundidos em radioisótopos maiores, liberando uma quantidade de energia muito maior que numa reação de fissão. Exigem uma temperatura muito alta.

1H2 + 1H3 2He4 + 0n1 + energia

Importante

-Radioatividade: capacidade de núcleos instáveis de emitir raios (radiação, partículas).

-Nuclídeo: denominação usada por cientistas para se referirem a núcleos capazes de emitir radiações. Esse nuclídeo possui um número de massa e um número atômico.

-Becquerel: cientista que descobriu que uma amostra de Urânio era capaz de emitir “raios”.

-Ernest Rutherfor: estudou o comportamento das emissões radioativas à ação de campos elétricos. Verificou a existência das partículas alfa e beta.

-Paul Ulrich Villard : verificou a presença de um outro tipo de radiação: os raios gama.

-Pierre e Marie Curie: casal que dedicou toda uma vida aos estudos, principalmente ao estudo da radioatividade. Descobriram os elementos radioativos: Polônio e Rádio. Pierre e Marie Curie receberam o Prêmio Nobel de Física em 1903, junto com outro grande cientista, Henri Becquerel.

Constante Radioativa (C): fração de átomos que se desintegra numa certa unidade de tempo.

Vida Média (Vm): média aritmética dos tempos de vida dos átomos de uma amostra radioativa. É dada pelo inverso da constante radioativa.

Meia-vida ou Período de Semi-desintegração(P): é o tempo necessário para que uma amostra se reduza pela metade.

-Quando falamos que um nuclídeo possui uma constante radioativa igual a

estamos querendo dizer que de cada 25 nuclídeos radioativos, 1 se desintegra por minuto.

-No exemplo acima a vida média dos nuclídeos será igual ao contrário da constante: Vm = 1/C Vm = 25 minutos, isto quer dizer que a média aritmética dos tempos de vida dos nuclídeos dessa amostra é igual a 25 minutos.

-Supondo que uma amostra de 100 gramas do nuclídeo acima tenha meia-vida ou período de semi-desintegração igual a 4 minutos, podemos dizer que após 4 minutos essa amostra reduz `a metade (50gramas).

-Os exercícios poderão tratar como quantidade inicial, massa, velocidade, número de desintegrações, intensidade etc, basta trabalharmos com a expressão que aparece na próxima tela.

1min25

1

Imaginem uma amostra radioativa de massa m0, que após certo tempo tem sua atividade reduzida pela metade e assim sucessivamente até parar numa massa m.

1P 2 P 3 P x P

m final

tempo

x0

30

200

0 2

m

2

m

2

m

2

mm

p

t x onde 2

m

m m

2

m

final

0finalx

0 x

m0 = massa, velocidade, desintegrações etc sempre inicial

m final = massa, velocidade, desintegrações etc sempre final

t = tempo total da desintegração

p = meia-vida ou período de semi-desintegração