QÚIMICA NUCLEAR
AUTORES:
Diego Carvalho Domingos – 14435
Ericsson de Souza Leal – 14441
Introdução
A química nuclear é o estudo das reações
nucleares e respectivas utilizações na química.
 Radioatividade
Núcleons: prótons e nêutrons.
Isótopos: mesmo número atômico
mas massas atômicas diferentes.
Os núcleos que são radioativos são chamados
radionuclídeos e os átomos contendo esses
núcleos são chamados radioisótopos.
Equações nucleares
A soma dos números atômicos e de massa deve
ser a mesma em ambos os lados da equação.
 Tipos de decaimento radioativo
 Partículas alfa
238
-
4

2
234
ou
4
He
2
4
U  Th + He
92
90
 Partículas beta 131
131
2
0
-1
0
 ou -1e
0
I  Xe + e
53
54
-1
 Radiação gama
 Pósitron
11
6
-
-
0
0

0
1
e
11
0
C  B + e
5
1
 Captura de elétron
81
0
81
Rb + e  Kr
37
-1
36
Padrões de estabilidade nuclear
 Razão nêutron-próton
1 – Os núcleos acima do cinturão de estabilidade (altas
razões nêutron-próton) são ricos em nêutrons e tendem a
se mover no sentido do cinturão de estabilidade, emitindo
partículas beta, o que diminui o número de nêutrons e
aumenta o número de prótons.
2 – Os núcleos abaixo do cinturão de estabilidade
(baixas razões nêutron-próton) são ricos em prótons e
podem aumentar suas razões emitindo pósitron ou
capturando elétron, o que aumenta o número de nêutrons
e diminui o número de prótons. A emissão de pósitron é
mais comum em núcleos mais leves e a captura de
elétrons é mais comum entre núcleos mais pesados.
3 – Os núcleos mais pesados (números atômicos maiores
que 84) tendem a sofrer emissão alfa, o que diminui tanto
o número de nêutrons quanto de prótons.
 Série de radioatividade
Série de reações sucessivas para se formar um
núcleo estável. Também chamada de série de
desintegração nuclear.
Números mágicos:
2, 8, 20, 28, 50 ou 82 prótons
2, 8, 20, 28, 50, 82 ou 162 nêutrons
Transmutações nucleares
14
7
4
17
1
N + He  O + H
2
8
 Uso de partículas carregadas
Acelerador de partículas
1
 Uso de nêutrons
58
1
59
Fe + n  Fe
26
0
26
59
59
0
Fe  Co + e
26
27
-1
59
1
60
Co + n  Co
27
0
 Elementos transurânicos
Ex:
Ne e Pu
93
94
27
Velocidade de
decaimento radioativo
Meia-vida é o tempo necessário para metade
de uma certa substância reagir.
 Datação
A meia-vida pode servir como um relógio
nuclear para determinar as idades de objetos.
 Cálculos baseados na meia-vida
V=k.N
ln Nt = -k . T e k = 0,693
N0
T½
 Detecção de radioatividade
 Rastreador radioativo
Variações de energia nas
reações nucleares
238
234
4
U  Th + He
92
90
2
Variação de massa:
233,9942 g + 4,0015 g - 238,003g = - 0,0046g
Variação de energia:
E =
m.c2,
11
nesse exemplo E = -4,1x10 J
 Energia de coesão do núcleo

Perda de massa
 Estabilidade
dos núcleos
Fissão Nuclear
Processo pelo qual ocorre liberação de energia
através da divisão de núcleos pesados.

Reação em cadeia

Massa crítica
 Reatores Nucleares
O desenho da usina nuclear é parecido com o
das usinas de queima de combustível fóssil
 Lixo radioativo
Fusão Nuclear
Processo pelo qual ocorre liberação de energia
através da fusão de núcleos leves.
A temperatura mais baixa para qualquer fusão é
aproximadamente 40.000.000 K.
Efeitos Biológicos da Radiação
+
+
H O + H O  H O + OH
2
2
3
Radiação ionizante e não-ionizante
Os tecidos mais prejudicados pela radiação são os
que se reproduzem a uma velocidade rápida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
Química – A Ciência Central
9ª Edição - Brown, Lemay e Bursten