Radioatividade
Química A
Apostila 8
Prof Marcus
A descoberta dos Raios X
• Roentgen: trabalhando com raios catódicos
percebeu que estes ao se chocarem com
vidros ou metais produziam um novo tipo de
radiação.
• Sem massa e sem carga elétrica.
• Usados em diagnósticos médicos.
• 1896 - Henri Becquerel – Sais de Urânio
K2(UO2)SO4)2)  sulfato duplo de potássio e
uranila.
• Substâncias que emitem “coisas” que
impressionam placas fotográficas: propriedades
semelhantes ao raio x
• Marie e Pierre Curie – Pais da Radioatividade:
Descobriram a intensidade e que é um
fenômeno atômico.
• Polônio 200 x mais, Rádio 2000 x.
Enerst Rutherford – Experimento.
Átomos estáveis
Átomos Instáveis
Grande Parte
Menor quantidade
“Nasceram” assim
“Nasceram” assim
Instabilidade nuclear
Emitem partículas do núcleo (radiação)
Motivo:
Relação entre  n/p
muito maior que 1
Relação entre  n/p
= 1 ou muito próximo
Quanto maior for um átomo,
maior é a diferença entre “n” e “ p”,
gerando uma instabilidade.
Qual a finalidade do estudo?
• A radioatividade é de grande importância hoje
para a sobrevivência do ser humano.
• Usada em diversos campos: Medicina, Energia
Nuclear,
Submarinos,
Conservação
de
alimentos...
• Todos os elementos da tabela periódica
apresentam isótopos, que podem ser ou não
radioativos.
Considera-se
radioativos
os
elementos que possuir um isótopo em maior
abundância.
• MAIOR a densidade de um material, MAIOR a sua
eficiência como escudo contra raios X.
• Chumbo é um dos mais baratos.
• Molibdênio que tem quase a mesma densidade do
chumbo, é 30 vezes mais caro.
• É a nuvem de elétrons que gira ao redor do núcleo do
átomo. O chumbo tem uma nuvem grande, o que facilita
a dissipação da energia contida no raio X.
• O isolamento com paredes de chumbo é necessário
porque o raio X é uma das formas de radiação mais
fortes que existem: ela atravessa tecidos e, dentro das
células, causa mutações que podem levar ao câncer.
• A quantidade de radiação recebida quando se tira uma
chapa não é capaz de causar danos, mas a pessoa que
opera a máquina de raios X diariamente teria problemas
sérios se não se escondesse atrás da parede de chumbo.
Partículas Radioativas
ALFA α
BETA β
GAMA γ
PESADA
carga positiva +2 e número
de massa 4.
MÉDIA
Muito Leve
partículas negativas com carga Não tem carga
– 1 e número de massa 0.
Não tem massa
Semelhante ao elemento
He
Poder de penetração baixo,
porém poder de ionização
alto.
5% da velocidade da LUZ
Poder de ionização médio
90% da velocidade da Luz
Poder de penetração maior
que a ALFA
Velocidade = velocidade da
LUZ
PENETRA FACILMENTE
Estrutura material
Estrutura material
ONDA ELETROMAGNÉTICA
Leis da Radioatividade
1° Lei: Emissão de partículas α/Lei de Soddy
“Quando um núcleo emite uma partícula alfa
(α), seu número atômico diminui duas unidades e
seu número de massa diminui 4 unidades.”
 Desintegração alfa
235
U
92
→
231
Th
90
+
4
α
2
Leis da Radioatividade
2° Lei: Emissão de partículas β
“Quando um núcleo emite uma partícula beta (β),
seu número atômico aumenta uma unidade e seu
número de massa não se altera.”
 Desintegração beta
210
Bi
83
210
→
Po
84
0
+
β
1-
GAMA γ
Radiações gama são ondas eletromagnéticas,
sua emissão não altera nem o número atômico
nem o número de massa do átomo.
Não se representa por equações.
Transmutações
Quando um elemento químico emite
espontaneamente uma radiação e se transforma
em outro elemento.
(transmutação natural)
Quando
um
elemento
químico
é
bombardeado por partículas alfa, beta, prótons,
nêutrons
(transmutação artificial)
Elementos Transurânicos
238U
92
+ 01n → 93239Np + -10β
Nesse caso, os nêutrons não possuem carga, portanto seu
bombardeamento ocorre com maior facilidade, não sofrendo
repulsão por parte do núcleo, que é carregado positivamente
Elementos artificiais com número atômico maior do que 92,
(número atômico do urânio) vindo depois deste na Tabela periódica.
Átomos são instáveis devido aos seus grandes núcleos, portanto são
radioativos.
São tidos por vezes como "elementos artificiais", já que ao
longo da história do planeta Terra, estes foram decaíndo para
elementos estáveis, restando poucos traços deles na crosta terrestre
atualmente, sendo que os poucos átomos utilizados para pesquisa são
fabricados em laboratório, daí a nomenclatura artificiais.
 93 Neptúnio
 94 Plutônio
 95 Amerício
 96 Cúrio
 97 Berquélio
 98 Califórnio
 99 Einstênio
 100 Férmio
 101 Mendelévio
 102 Nobélio
 103 Laurêncio
 104 Rutherfórdio
 105 Dúbnio
 106 Seabórgio
 107 Bóhrio
 108 Hássio
 109 Meitnério
 110 Darmstádtio
 111 Roentgênio
 112 Copernício
 113 Ununtrio
 114 Fleróvio
 115 Ununpentio
 116 Livermório
 117 Ununséptio
Exercícios
1) Depois de emitir 7 partículas alfa e 4 partículas beta o
elemento Neptúnio se transforma em um outro elemento
químico. Equacione a reação de desintegração indicando
o elemento químico formado.
237 = 7(4) + 4(0) + A
93= 7(2) + 2(-1) + Z
Desintegrações e meia vida
A meia vida de um elemento radioativo é o
intervalo de tempo em que uma amostra deste
elemento se reduz à metade. Este intervalo de
tempo também é chamado de período de
semidesintegração.
Se 20mg de iodo-131 for dada a um
paciente, quanto sobrará depois de 32 dias? A
meia-vida do iodo-131 é de 8 dias.
Resolução:
(Quantas vezes o iodo será reduzido em 32 dias?)
20
10
5
2,5
1,25mg
Fissão Nuclear
Fusão Nuclear
FISSÃO
Forçar a divisão de um átomo para formar dois outros, mais leves. A
reação também libera energia e um nêutron livre
FUSÃO
Colisão dois átomos propositalmente para formar um terceiro, mais
pesado. A reação libera energia e, dependendo  um nêutron livre.
CONDIÇÕES PARA OCORRER
A fissão ocorre na natureza a temperatura e pressão ambientes como as minas de urânio do Gabão, que funcionaram como um
reator natural de fissão há 2 bilhões de anos.
ENERGIA GERADA
6 g de urânio: equivalente ao abastecimento de uma casa com
quatro pessoas durante um dia.
CONDIÇÕES PARA OCORRER
Não colidem naturalmente porque seus campos eletromagnéticos
se repelem. Só pressão e temperatura altíssimas conseguem fazer
com que elétrons se dispersem do núcleo, facilitando a colisão. Esse
processo só ocorre naturalmente em estrelas, como o Sol
ENERGIA GERADA
6 g de hidrogênio o suficiente para abastecer uma casa com quatro
pessoas por 156 dias
HISTÓRICO
Uso militar. Daí surgiram as atômicas de Hiroshima e Nagasaki. Em
1957, - primeiro reator de fissão nuclear para gerar energia.
HISTÓRICO
1930: Criar armamentos militares, que só começaram a ser testados
nos anos 1950. Estudada para a produção de energia,
USOS
Produção de energia, embora o lixo radioativo é o problema.
Também é usada para a fabricação de bombas nucleares, como as
da II Guerra Mundial e as atuais, de países como a Coréia do Norte.
USOS
Produção de bombas de hidrogênio, um tipo de bomba nuclear. No
futuro, servirá, principalmente, para produzir energia de forma mais
eficiente e limpa que a fissão
É LIMPA?
Não. Quando um átomo de urânio é dividido, ele pode gerar
quaisquer dois elementos (desde que o peso dos dois somados seja
igual ao do urânio). Isso inclui os altamente tóxicos e radioativos
(como o bário), que não podem ser liberado no ambiente, exigindo
armazenamento especial.
É LIMPA?
Sim. Na reação de fusão mais fácil de ser realizada, a do hidrogênio,
dois isótopos (átomos com o mesmo elemento, mas número
diferente de nêutrons) se unem para formar um atómo de hélio, gás
inerte e não-radioativo.