Radioatividade
A descoberta dos raios X
A descoberta dos raios catódicos e os trabalhos posteriores de
Crookes despertaram um grande nº de físicos no final do século XIX,
Entre eles o alemão Wilheim Konrad Röentgen(1845-1923).
Em um de seus experimentos com raios catódicos, percebeu
que um negativo de filme fotográfico virgem tinha sido sensibilizado,
posteriormente o cientista concluiu que eles não podiam ser partículas
com cargas elétricas, como os raios catódicos, e denominou-os
Raios X.
O nome Radioatividade não era usado naquela época,este
nome veio porque essas radiações afetavam as emissões de Rádio,
atrapalhando o seu funcionamento.
Radioatividade:
É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas
partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A
emissão de partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento
químico se transforme num átomo de outro elemento químico diferente.
Quando descobriu a Radioatividade, o homem passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua divisibilidade
pôde ser confirmada
Histórico da Radioatividade
Em 1896, o físico francês Antoine-Henri Becquerel, que se
dedicava ao estudo de substâncias fluorescentes, percebeu que um sal de
urânio( sulfato duplo potássio e uranila) era capaz de sensibilizar não só
o negativo de um filme fotográfico- mesmo quando esse filme era
recoberto por papel preto, mas também finas lâminas de metal.Becquerel
descobridor do Urânio, percebeu que esse material emitia raios com
propriedades semelhantes às dos raios X , a ela deu o nome de
Radioatividade.
Em 1897, a química Marie Curie(1867-1934) nascida na Polônia e
naturalizada francesa ao estudar vários compostos do urânio demonstrou que a intensidade da radiação emitida era proporcional à
quantidade de urânio presente na amostra.,logo as radiações eram um
fenômeno atômico.
No mesmo ano o físico inglês Rutherford criou uma aparelhagem
que permitiu identificar as partículas alfa e beta e ainda concluir
que as partículas alfa possuíam maior massa e posteriormente
descobriu que eram constituídas de 2 prótons e 2 neutrons.
Em 1900 Becquerel concluiu que as partículas beta eram iguais
aos elétrons.
Nesse mesmo ano, o físico francês Paul Villard, repetindo as
experiências de Rutherford percebeu a existência de outros raios
que eram afetados pelo campo eletromagnético. Esses raios não
apresentavam nem massa, nem carga e eram constituídos por ondas
eletromagnéticas e foram denominados de raios gama.
Ainda em 1900. Becquerel observou que, quando se obtinha
Urânio puro, ela era inicialmente pouco radioativa,mas com o passar do
tempo a radiação aumentava sua intensidade.
Para explicar esse fenômeno,Becquerel imaginou que o urânio, ao
emitir radiação,se transformava em outro elemento químico.
Essa suposição levou os cientistas a admitirem que o átomo seria
constituído de partículas menores, as quais, por sua vez, sofreriam
um rearranjo ao emitir radiação, originando átomos de elementos
químicos diferentes.
O químico inglês Frederick Soddy,assistente de Rutherford
elaborou as primeiras leis da Radioatividade
1ª Lei: Ao emitir uma partícula alfa, o átomo de um elemento
radioativo dá origem a um novo elemento que apresenta nº de massa A
com 4 unidades a menos e o nº atômico Z com 2 unidades a menos.
Velocidade= 1/10 da velocidade da luz e poder de penetração baixo,assemelha-se ao átomo de Hélio
2ª Lei: Lei de Soddy,Fajans e Russel
Ao emitir uma partícula beta, o átomo de um elemento
radioativo se transforma em um novo elemento de mesmo nº de mass
Mas com nº atômico que apresenta uma unidade a mais.
A partícula beta se desprende em alta velocidade
Nesta emissão um neutron presente no
núcleo se decompõe e dá origem, a um
próton, a um elétron e uma subpartícula
atômica(antineutrino).
O próton permanece no núcleo;o elétron e o
antineutrino( com carga zero e massa quase
zero) são emitidos.
Efeitos biológicos da radiação
Quando uma radiação de alta energia atinge uma
molécula, esta pode perder elétrons originando íons, ou
ainda ter suas ligações rompidas, produzindo espécies
com elétrons desemparelhados denominados radicais.
Essas partículas podem ocasionar reações
químicas nocivas, provocando uma divisão celular
acelerada, principalmente na medula óssea, órgãos
reprodutores e nas células responsáveis pelo
desenvolvimento em crianças.
A longo prazo, os efeitos provocados pelas
radiações de grande energia levam à formação de
tumores malignos, anemias e mutações genéticas.
Mutação causada
por Exposição à
Radiação
Fissão nuclear
Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu
bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de
uma quantidade enorme de energia.
Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os
núcleos bombardeados capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em
1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experiência, constataram a existência do
bário entre os produtos obtidos. Equacionando
235
92U
+
1
0n
=
142
56Ba
+
36Kr
91
+ 3 0 n1 + 4,6 . 109kcal
Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos,
liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:
Fusão nuclear:
Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo
maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a
contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão
nuclear:
4 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia
(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)
Usos das reações nucleares:
-Produção de energia elétrica: oss reatores nucleares produzem energia
elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias
nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos.
-Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar
trincas, falhas ou corrosões. No controle de produção; no controle do desgaste
de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos,...;
na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc.
-Aplicações na Química : em traçadores para análise de reações químicas e
bioquímicas- em eletrônica, ciência espacial, geologia, medicina, etc.
-Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com traçadores =
tireóide( I131), tumores cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc.
-Aplicações na Agricultura ; uso de C14 para análise de absorção de CO2
durante a fotossíntese; uso de radioatividade para obtenção de cereais mais
resistentes; etc.
-Aplicações em Geologia e Arqueologia: datação de rochas, fósseis,
principalmente pelo C14.
Efeitos das radiações:
-Efeitos elétricos: o ar atmosféérico e gases são ionizados pelas radiações,
tornando-se condutores de eletricidade. O aparelho usado para detectar a
presença de radiação e medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza
esta propriedade.
-Efeitos luminosos : as radiações provocam fluorescência em certas
substâncias, como o sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na
fabricação de ponteiros luminosos de relógios e objetos de decoração.
-Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no
tratamento de algumas espécies de câncer, em dosagens apropriadas. Mas em
quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das
defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA,
provocando mutações genéticas.
-Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos
de reações nos organismos vivos, como o C14. Radioisótopos sensibilizam filmes
fotográficos.
Radiação
Radioatividade
• É um fenômeno tanto artificial quanto natural
onde substancias químicas chamadas de
elementos radioativos emitem o seu excesso
de energia através de radiação, pois o seu
núcleo é considerado instável e estão sempre
perdendo partículas.
• A Radioatividade espontânea é a que se
manifestam nos elementos isótopos na
natureza.
• A Radioatividade artificial é aquela feita em
transformações nucleares.
Radioatividade
• Quanto a radiação percebeu-se que existia um
campo magnético suas emissões foram
divididas em três tipos alfa, beta e gama a
partir da direção dessas forças ficou obvio que
os raios alfa tinham carga positiva, os beta
negativa e os gama neutros.
• Existem outras como o positrão em produtos
de raios cósmicos .
• As partículas alfa são bem mais massiças que
as beta.
Radioatividade
• A radioatividade artificial é produzida quando o
núcleo atômico é bombardeado com as
partículas adequadas assim, estas penetram o
núcleo e criam um novo núcleo que é instável,
como consequencia ele acaba se desintegrado
posteriormente.
• O estudo da radioatividade promoveu um maior
conhecimento sobre os núcleos atômicos e
subatômicos, além aproximar a realização do
sonho dos alquimistas a transformação de
qualquer coisa em ouro.
Utilidades da radiação
Utilidades da radiação
• A radioatividade quando usada de forma cuidadosa
promove benefícios para as pessoas. Sua presença
consta nos raios X, esterilização de materiais
médicos e produção de energia nas usinas
nucleares, porém a radiação é mais comum em
radioterapias que são tratamentos onde se concentra
uma quantidade de radiação na área a ser tratada.
• Industrias também utilizam como forma de impedir
que as frutas se estraguem com maior facilidade ou
brotem ramificações o alimento é banhado por
radiação iônica assim, a validade do alimento é
dobrada
Utilidades da radiação
• As usinas nucleares desempenham um papel importante pois,
produzem energia com a radiação, basicamente a energia produzida
durante a fissão nuclear transforma a água líquida em vapor d´agua
que vai em direção a uma turbina, esta começa a se movimentar
produzindo energia elétrica.
• Especialistas atualmente pensam em estratégias para contornar
problemas gerados pelas explosões em usinas nucleares uma vez que
tal coisa provoca catástrofes graves matando seres vivos no alcance.
• Um exemplo clássico aconteceu na usina de Chernobyl foi considerada
a maior acidente nuclear na história, pois liberou uma nuvem de
radiação que contaminou grande parte da Europa.
Chernobyl em 2012
Chernobyl em 2012
Usina do Japão
Chernobyl – efeito na natureza
Usina Angra dos Reis (Brasil)
Usina Angra dos Reis (Brasil)
Usina Angra dos Reis (Brasil)
Usina Angra dos Reis (Brasil)
Utilidades da radiação
• A radiação também pode ser usada para
construção de bombas atômicas, seu efeito é
massivo e causa uma destruição horrenda capaz
de vaporizar cidades, o seu funcionamento é feito
através de fissão e fusão nuclear, no caso da
fusão acontece entre elementos leves ( hidrogênio
e hélio ) para criar elementos mais pesados que
são liberados com uma quantidade de energia
incrivelmente alta, esse tipos de bombas também
podem ser chamadas de: bombas-H, bombas de
hidrogênio ou termoculares, entretanto a fusão
requer uma quantidade absurdamente alta de
temperatura.
Acidentes radioativos
• Se as pessoas analisam elementos radioativos fica claro
que em algum tempo ocorrerá um acidente no Brasil ficou
conhecido como o Acidente Radiológico de Goiânia
quando em 13 de Setembro de 1987 um aparelho
utilizado para radioterapias foi encontrado na parte central
do estado de Goiânia em Goiás por catadores de um ferro
velho local para eles se tratavam de sucata e infelizmente
a máquina contendo Césio 137 foi repassada para outras
pessoas e iniciando uma contaminação em série. A
contaminação originou-se de uma cápsula de cloreto de
césio um sal obtido do radioisótopo 137 ela foi encontrada
em uma caixa revestida de chumbo e aço com uma janela
feita de irídio, que permitia a passagem de radiação para
o exterior.
Acidentes radioativos
• Foi no ferro velho que Devair Ferreira encontrou o aparelho
para o reaproveitamento do chumbo, o dono do ferro velho
expôs ao ambiente 19,26 g de cloreto de sódio, este era
semelhante ao sal de cozinha todavia, liberava um brilho
azulado em lugares desprovidos de luz e isso fez com que
Devair ficasse encantado. Ele mostra para sua esposa que
compartilha com seus amigos e familiares o irmão de Devair,
Ivo leva em pouco de Césio para a sua filha, Leide das
Neves, que consome as partículas no pão o outro irmão de
Devair também se expõe e pelo fato de esse sal ser
higroscópico, ou seja absorver a umidade do ar, ele
facilmente adere a roupa, pele e utensílios e no dia 23 de
Outubro morrem a filha e a esposa de Devair ele passou
pelo tratamento porém, acabou morrendo sete anos depois.
Acidentes radioativos
• Os profissionais de saúde, vendo os sintomas tratar-se de
algum tipo de doença contagiosa. Maria Gabriela
suspeitou do pó como o responsável pelos os problemas
e então entregou para as autoridades, então a Comissão
Nacional da Energia Nuclear mandou examinar toda a
população da região no total foram 112.800 que foram
expostas ao efeitos do Césio 137.
• O governo da época tentou minimizar a situação
escondendo dados da população que foi submetida à um
seleção no Estádio Olímpico de Pedro Ludovico porém, a
população aterrorizada procurava ajuda, dizendo que era
apenas uma vazamento de gás.
Acidentes radioativos
• Uns dos maiores acidentes já ocorridos foi no
Japão na província de Fukushima onde
aconteceu uma série de falhas no equipamento
de lançamento do material radioativo na
Central Nuclear de Fukushima 1 devido ao
abalo sísmico seguido de tsunami. Os reatores
ativos naquele momento foram fechados
automaticamente após o terremoto e os de
emergência foram iniciados para manter o
processo todavia, estes acabaram sendo
desativados pois, a planta inteira foi inundada.
Acidentes radioativos
• Medições realizadas pelo Ministério da Ciência e
Educação nas áreas Norte num alcance de 30 a 50 km do
local do acidente apresentavam altos níveis de Césio
radioativo. Alimentos produzidos na região foram
proibidos de serem vendidos.
• O governo agiu informando a população de não usar
água da torneiras na preparação de alimentos para as
crianças a contaminação também se espalhou para o solo
em dois locais da central nuclear. Os trabalhadores foram
internados para por terem sido expostos à radiação.
• O pior notícia era de que mesmo com uma força de
trabalho super alta levariam anos para concluir a limpeza
na área.