Escola Secundária de Caldas das Taipas
Combustíveis alternativos e algumas alternativas aos
combustíveis
Química 12º
Para começar...
História
Marie
Curie
Energia
nuclear
Desastres
Química 12º
Radioatividade
Contras
Prós
Um pouco de História...
Antoine Henri Becquerel,
França (1852-1908)
Pierre Curie, França
(1859-1906)
Marya Sklodowska  Marie
Curie, Polónia (1867-1934)
Química 12º
Um pouco de História...
Química 12º
Um pouco de História...
Casal Curie
Química 12º
Um pouco de História...
Química 12º
Um pouco de História...
Casal Curie
Química 12º
Um pouco de História...
Química 12º
Um pouco de História...
Albert Einstein, Alemanha
(1879-1955)
Otto Hahn, Alemanha
(1879-1968)
Fritz Strassmann,
Alemanha (19021980)
Enrico Fermi, Itália
(1901-1954)
Química 12º
Energia Nuclear
1kg U  2 mil ton carvão
 8 mil barris petróleo
Sabias que?!
A 1ª central
nuclear ampla
abriu em Calder
Hall, Inglaterra,
em 1956.
Química 12º
Energia de Ligação Nuclear
Teoria da
Relatividade
Dada
quantidade
de Massa
Formação de
um núcleo
atómico
Conversão
em
Mantém
juntos os
nucleões
Química 12º
Estabilidade Nuclear
Núcleo
leve
(excesso de
neutrões)
Núcleo
pesado
(deficiência
de neutrões)
Núcleo
Radioativo
Estabilidade
Isótopo
Radioativo
Instabilidade
Radioatividade
Química 12º
Estabilidade Nuclear
Química 12º
Relação entre o número atómico e
número de massa e a estabilidade
do elemento.
Estabilidade Nuclear
Números Mágicos
Número de protões
2
8 20 28 50 82 114 164 ___
Número de neutrões
2
8 20 28 50 82 126 184 196
Química 12º
Estabilidade Nuclear
Química 12º
Isótopos
Declinam para atingir a
estabilidade
* Igual número atómico
* Diferente massa atómica
Química 12º
Cadeia de
declíneo
Emissões Radioativas
Radiação
energética
Partículas
subatómicas
Sabias que?!
* Partículas 
* Partículas 
* Raios 
No ano de 1990, a Energia
Nuclear era a fonte energética
de maior crescimento. Mas
em 2005 já era a segunda de
menor crescimento.
Química 12º
Partículas 
*
* Carga positiva
* Excessivamente pesadas
* Não penetram a pele
* Ex: Urânio-238  Tório-234
Química 12º
Partículas 
* - ou +
* Metade da velocidade da luz
Decaimento -
* Pouca massa
* Penetram alumínio (5mm)
* Ex: Estrôncio-90  Ítrio-90
Química 12º
Decaimento +
Partículas 
* ≈ raios X
* Carga neutra
* Sem massa
Decaimento 
* Velocidade da luz
* Ex: Rádio-226  Rádon-222
Química 12º
Emissão de partículas radioativas
Poder penetrante das diferentes emissões.
Química 12º
Emissão de partículas radioativas
Tipo de
Carga da
radiação
Partícula alfa
( ou
)
Partícula beta
negativa
+2
-1
Velocidade
(unidades de
das
massa atómica)
partículas
4
1/1850
Lenta
Rápida
Capacidad
Poder
e ionizante
penetrante
Elevada
Média
( -)
Partícula beta
positiva (+)
Partícula gama
()
partícula
Massa
+1
1/1850
0
0
Rápida
Muito rápida
(velocidade da luz)
Química 12º
Média
Elevada
Fraco, mas
provoca danos
Moderadamente
penetrante
Moderadamente
penetrante
Travada
por ex.
por
Folha de
papel ou
pele
Alumínio
Alumínio
Muito penetrante Chumbo
Emissão de partículas radioativas
Química 12º
Tempo de meia-vida
* Ritmo a que o isótopo se declina.
Química 12º
Tempo de meia-vida
Química 12º
Tempo de meia-vida
O acidente no reator nuclear de Chernobyl, em
1986, lançou para a amosfera grande quantidade
de estrôncio radioativo, cuja meia vida é 28 anos.
Supõe-se ser este isótopo a única contaminação
radioativa e sabe-se que o local poderá ser
considerado seguro quando a quantidade do
isótopo se reduzir, por desintegração, a 1/16 da
quantidade inicialmente presente.
Determine em que ano o local poderá ser
habitado novamente.
Química 12º
Radioatividade
Sabias que?!
Medindo a quantidade de U-238 e de
Pb-206 nas rochas da superfície da
Terra, os cientistas determinaram que
a idade da superfície terrestre se situa
entre os 3.5 e os 4.0 mil milhões de
anos. Assim, e considerando o tempo
que as rochas levaram a arrefecer, a
Terra deverá ter cerca de 4.5 mil
milhões de anos.
Propriedade de
núcleos instáveis
Química 12º
Origem da Radioatividade
Natural
* Terrestre
* Cósmica
Artificial
Sabias que?!
Os fumadores recebem uma dose de
radiação de chumbo-210 que se encontra
naturalmente no tabaco; e, também, uma
dose adicional de radiação proveniente do
decaimento do rádon e do polónio-218.
Química 12º
Principais fontes de
radiação a que
estamos sujeitos no
dia-a-dia
Sabias que?!
Braga, Porto, Viseu, Guarda,
Castelo Branco e Portalegre são
os distritos de Portugal em que
há maior acumulação de gases
radioativos ao ponto de se
atingir níveis perigosos.
Química 12º
Datação
* Método relativo
* Método absoluto
Sabias que?!
Os principais produtores de energia nuclear são a França, a
Suécia e a Ucrânia, sendo que a percentagem de energia elétrica
doméstica resultante da energia nuclear em 1998 pela França foi
de 77%, pela Suécia 47% e pela Ucrânia 44%.
Química 12º
Datação por
Carbono-14
Curva de decaimento radioativo
Química 12º
Medidores de Radioatividade
* Contador
de Geiger
Müller
Esquema de funcionamento de um
detetor de radiação – contador de
Geiger.
Química 12º
Reações Nucleares
* Cisão  divisão
de núcleos
pesados
* Fusão  junção
de núcleos
leves
Química 12º
Fissão ou Cisão nuclear
Química 12º
Fissão ou Cisão nuclear
Química 12º
Fusão nuclear
Condições para o sucesso de um reator
termonuclear:
* Elevada densidade de partículas
* Elevada temperatura do plasma
* Longo tempo de confinamento do plasma quente
Química 12º
Fusão nuclear
Química 12º
Energia
Matérias
Tipo de reação
primas
Temperatu
libertada
ra típica de
por kg de
reação (K)
combustív
el (J/kg)
Química
Fissão
Fusão
Carvão
C + O2  CO2
betuminoso
U-235 + n  Ba-143 + Kr-
UO2 (3% U-235 +
91 + 2n
97% U-238)
H-2 + H-3  He-4 + n
Deutério e Trítio
Química 12º
7x102
3.3x107
1x103
2.1x1012
1x108
3.4x1014
Prós da Radioatividade
* Menos dispendiosa;
* Menos poluente;
* Rentável;
* Transporte menos perigoso;
* Menos resíduos;
* Fiável;
* Reduz o défice;
* Aumenta a competitividade...
Química 12º
Sabias que?!
Apesar da polémica
que se gera à volta
da Energia Nuclear,
18% das
necessidades
mundiais de
eletricidade são
satisfeitas por esta
via.
Contras da Radioatividade
* Resíduos perigosos;
* Muito investimento em
segurança;
* Poluição térmica;
* Utilização para fins bélicos;
* Ameaça à estabilidade
económico-social...
Química 12º
Sabias que?!
O plutónio-239
leva 24000 anos
para ter a sua
radioatividade
reduzida a
metade, e cerca
de 50000 anos
para se tornar
inócuo.
Desastres Nucleares
* Acidente nuclear de Chernobyl, Ucrânia, 26 de Abril de
1986 – explosão num reator nuclear.
* Acidente nuclear de Fukushima, Japão, 11 de Março de
2011 – explosão devido ao sismo e tsunami.
* Bomba nuclear Little Boy lançada em Hiroshima, Japão, 6
de Agosto de 1945.
* Bomba nuclear Fat Man lançada em Nagasaki, Japão, 9
de Agosto de 1945.
Química 12º
Chernobyl, 1986
Sabias que?!
O acidente de
Chernobyl teve 400
vezes mais radiação do
que a bomba lançada
em Hiroshima, no
Japão.
http://www.youtube.com/watch?v=rvAJ_u3Q0Hw
Química 12º
Fukushima, 2011
http://www.youtube.com/watch?v=3ypiDPfL9Yk
Química 12º
Hiroxima, 1945
http://www.youtube.com/watch?v=BfJZ6nwxD38
Química 12º
Nagasaki, 1945
http://www.youtube.com/watch?v=6l5jI4iO4-g
Química 12º
Unidades da Radiação
Decaimento
radioativo
• SI:
Becquerel
(Bq)
• Outro:
Curie (Ci)
Dose
absorvida
Dose
equivalente
• SI: Gray
(Gy)
• Outro: rad
• SI: Sievert
(Sv)
• Outro: Rem
Sabias que?!
Há um Festival Internacional de Filmes sobre Energia Nuclear a realizar-se todos os anos
no Rio de Janeiro entre Maio e Junho. No seguinte link podes ver um vídeo sobre o
festival: http://www.youtube.com/watch?v=xwtx1cFgRHg.
Química 12º
Radioatividade Ambiental
Sabias que?!
A atividade do rádon
equivale a 55% das
radiações a que estamos
sujeitos no meio ambiente.
http://veja.abril.com.br/infograficos/natureza-morta/
Química 12º
Livros
* Fórmula de Deus, José
Rodrigues dos Santos;
* Diário de Éve: Madame
Curie;
* Hiroxima, John Hersey.
Química 12º
Documentários
* A última bomba atómica, EUA (2005);
* URÂNIO 238, Peace Center;
* Uranium Road, do diretor Theo Antonio
(2007);
* The Return of Navajo Boy , diretor Jeff
Spitz;
* Fight for Country do diretor Pip Starr;
* Uranium do diretor canadense Magnus
Isacsson.
Química 12º
Filmes
* Ameaça Subterrânea (ou
Fire Down Below) com
Steven
Seagal,
EUA
(2004), Ocean Pictures,
Direção de Rex Piano.
* Ameaça Terrorista (ou
Unthinkable), EUA (2010),
Direção de Gregor Jordan.
Química 12º
Concluindo...
Química 12º
Professora Luísa Esperança
Trabalho realizado por:
12º C
2011/2012
Escola Secundária de Caldas das Taipas
Química 12º