RADIOATIVIDADE
Estabilidade Nuclear
 Nem todos os núcleos são estáveis.
 Núcleos instáveis sofrem decaimentos radioativos
em transformam-se em núcleos diferentes.
 A alteração nuclear (natural ou induzida) resulta na liberação de uma
enorme quantidade de energia, podendo ser utilizada para diversos
fins (diagnóstico e tratamento de doenças, gerações de energia e até
na produção de armas atômicas).
 Portanto, radioatividade é a estabilidade de um
átomo de um elemento que estava instável devido a
emissão de partículas radioativas e/ou radiação.
Emissões Radioativas
 Com a descoberta da radioatividade, Rutherford anunciou que neste
fenômeno havia a emissão de “partículas e ondas eletromagnéticas”.
 Através do experimento que ele utilizou amostra de polônio
radioativo, mostrou-se essa descoberta:
Emissões alfa (α)
 A emissão α é de carga positiva, pois era atraído pelo polo negativo do
campo magnético.
 As partículas α são constituídas de dois prótons e dois nêutrons, igual ao
núcleo do Hélio.
 Como os prótons são positivos e os nêutrons não possuem carga elétrica,
as partículas alfa possuem carga de +2, podendo ser representadas assim:
 Se o Urânio-238 emitir uma partícula alfa, ele se transmuta (transforma-se
em outro elemento químico) no Tecnécio-234:
 As emissões α são as que possuem menor poder de penetração e que
consequentemente trazem menor dano aos seres vivos, pois elas não
conseguem atravessar uma camada de ar de 7cm, uma folha de papel
ou uma chapa de alumínio de 0,06mm.
 Quando incidem diretamente sobre a pele, podem causar, no
máximo, queimaduras, porque as células mortas da pele conseguem
deter essas partículas.
Emissões beta (β)
 Partículas com carga negativa, porque sofriam desvio causado pelo
campo magnético, sendo atraídas pelo polo positivo.
 São, na realidade, semelhantes a elétrons, com massa desprezível e
sendo representadas por:
 Como é possível um núcleo no qual somente tem cargas positivas e
neutras emitir elétrons (carga negativa)?
 Seu poder de penetração é maior que o da emissão
alfa, sendo médio.
 Essas partículas podem ser detidas por uma chapa
de chumbo de 2mm ou de alumínio de 1cm,
podem penetrar até 2cm da pele e causar sérios
danos.
Emissões gama (γ)
 A emissão γ não sofreu desvio pelo campo magnético, o que
significa que não eram partículas e que não tinha carga elétrica.
 É na verdade uma onda eletromagnética de alta energia, de natureza
semelhante à luz visível ou aos raios X, sendo representada por:
 Por ser uma onda eletromagnética, a emissão das radiações gama
não altera o número atômico e nem o número de massa do átomo;
assim, não há equações para representar essa emissão.
 É a que possui maior poder de penetração, podendo atravessar
completamente o corpo e interagindo com as moléculas, gerando
íons e radicais livres que prejudicam as células vivas e causam
danos irreparáveis.
 São detidas por placas de chumbo de 5cm ou mais e por grossas
paredes de concreto.
Radiação:
suas aplicações e
implicações
 Medicina – diagnóstico precoce de doenças (tomografia,
cintilografia, raio X)
tratamento de doenças (radioterapia)
localização de tumores através de radiofármacos
 Agricultura – verificação da quantidade de fertilizantes absorvidos
pelas plantas
a irradiação aumenta o tempo de conservação dos
alimentos
controle de pragas
 Indústria – esterilização
detecção de pequenos vazamentos em tubulações de
água ou gás por meio de radiação
em linhas de produção, na indicação do nível de um
líquido em uma garrafa
Datação Radioativa
 A idade de um fóssil pode ser estimada através da
medição de determinados elementos radioativos presentes
nele ou na rocha onde ele se encontra.
 A identificação da idade pode ser determinada com base na taxa de
decaimento de um isótopo radioativo.
 Se um fóssil ainda apresenta substâncias orgânicas em sua
constituição, sua idade pode ser calculada com razoável precisão
pelo método do carbono-14. O carbono-14 (14C) é um isótopo
radioativo do carbono (12C).
Tempo de meia-vida
 Período de semidesintegração (representado por t1/2 ou P) é o tempo
necessário pra que metade da quantidade de um radionuclídeo presente
em uma amostra sofra decaimento radioativo.
 Quando a massa de um radioisótopo se reduz a metade, também se
reduzem a metade o número de átomos, a quantidade em mols e a
atividade radioativa (desintegração por segundo) desse radioisótopo.
Fissão Nuclear
 Alguns anos antes da Segunda Guerra Mundial, vários grupos de
pesquisadores tentavam obter novos elementos químicos, com
Z>92, bombardeando o urânio com nêutrons.
 Em janeiro de 1939, os alemães Otto Hahn e Fritz Strassman
anunciaram a presença de bário, lantânio e criptônio numa amostra
de urânio bombardeada com nêutrons.
 Processo de quebra de núcleos grandes em núcleos menores,
liberando uma grande quantidade de energia.
Energia nuclear e geração de energia elétrica
Fusão Nuclear
 Muitos dizem que o Sol é uma bola de fogo. 0 que estará
queimando lá, então? No Sol, bem como em outras estrelas, está
ocorrendo um processo denominado "fusão nuclear".
 Junção de núcleos pequenos formando núcleos maiores e
liberando uma quantidade muito grande de energia.
 Para ocorrer fusão nuclear é necessária uma temperatura muito
elevada. O Sol é uma imensa bola de hidrogênio onde a
temperatura é suficiente para que ocorra a fusão dos átomos de
hidrogênio, formando átomos mais pesados e liberando a energia
que chega até nós na forma de luz e calor. Uma das reações que
acontecem no Sol é: