Radioatividade
Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade
natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila :
K2(UO2)(SO4)2 , conseguia impressionar chapas fotográficas.
Henry Becquerel
Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o polónio (400
vezes mais radioativo que o urânio) e depois, o rádio (900 vezes mais
radioativo que o urânio).
Novas descobertas demonstraram que os elementos radioactivos
naturais emitem três tipos de radiações:α, βe γ . No começo do
século XX, Rutherford criou uma aparelhagem para estudar estas
radiações. As radiações eram emitidas pelo material radioativo,
contido no interior de um bloco de chumbo e submetidas a um
.
campo magnético. A sua trajetória era desviada
A "ciência nuclear" começou com Albert Einstein
(1879-1955) quando reconheceu que a matéria e a
energia eram equivalentes e traduziu essa equivalência
através da famosa equação
E = m c2
Uma pequena quantidade de matéria geraria uma
enorme quantidade de energia e vice-versa
Confirmação da sua teoria
Em Paris, em 1933, Iréne e Frédéric Joliot-Curie tiraram
uma fotografia mostrando a conversão de energia em
massa:
Nota-se a criação de duas partículas que se afastam
uma da outra, a partir de um quantum de luz (invisível
aqui).
Em Cambridge, Inglaterra, era observado o processo
inverso, a conversão de massa em energia.
John Cockcroft e E. T. S. Walton "separaram" o átomo
obtendo fragmentos que tinham ligeiramente menos
massa que o átomo original, libertando grande quantidade
de energia.
A massa do núcleo de hélio, 4,0015 u é
menor que a soma das massas de dois
protões e dois neutrões, 4,0320 u.
A energia equivalente à diferença de
massas, 0,0305 u, é a energia nuclear
que mantém juntos os nucleões.
As massas nucleares são medidas em unidades de massa atómica = u
1 u = 1,66x 10 – 27 Kg
É no século XX, ao estudar-se a constituição do átomo,
que se descobre a força nuclear forte, responsável pela
união dos protões e dos neutrões no núcleo atómico.
Na formação de um núcleo atómico, a partir de protões e de
neutrões, existe uma quantidade de massa que é convertida
numa determinada quantidade de energia, designada por
energia de ligação nuclear que mantém juntos os nucleões.
A estabilidade de um núcleo é associada à razão neutrão/protão,
N/Z
Verificam-se núcleos estáveis se:
•A razão n/p > 1 para átomos com Z elevado;
•A razão n/p  1 para átomos com Z baixo;
•O nº de p for 2,8,20,28,50,82 e 114;
•O nº de n for 2,8,20,28,50,82,126 e 184;
•O nº de nucleões for par;
A energia de ligação nuclear alcança um máximo de 8,79 MeV /nucleão
para o 56Fe.
1 e.V = 9,3432 x 10 -19 J
Há um aumento de
instabilidade quando
elementos muito mais leves
se juntam para originar
elementos mais pesados
superiores a 56Fe e quando
elementos mais pesados se
separam para dar origem a
elementos mais leves que
56Fe.
Gráfico do nº de neutrões em função do nº de protões para átomos instáveis
A instabilidade do núcleo conduz ao aparecimento da radioactividade ou
decaimento radioactivo.
Radioactividade ou decaimento radioactivo é a desintegração
espontânea de um núcleo instável de um átomo, com emissão de
partículas , de partículas , de radiações electromagnéticas de alta
frequência , entre outras, até se tornar estável.
Emissão de partículas 
Núcleos com excesso de neutrões decaem via − ou seja, com
emissão de electrões.
Tendem a diminuir os neutrões e a aumentar os protões .
Núcleos com excesso de protões decaem via + ou seja, com
emissão de positrões
Tendem a diminuir os protões e a aumentar os neutrões.
Radiação  pode ocorrer após decaimentos  ou 
porque o núcleo se tornou muito energético.
EXERCÍCIOS:
1. Calcular a energia de ligação para o núcleo de ferro 56.
2.Para o nuclido
, sabendo que a sua massa atómica é 61,928349 u,
calcular:
2.1 a variação de massa do núcleo.
2.2 a energia de ligação nuclear.
2.3 a energia de ligação por nucleão.
3. Na altura do Big Bang houve desintegrações sucessivas de matéria e
antimatéria. Hoje, os positrões são utilizados em medicina nas análises
por tomografia de emissão de positrões para produzir radiação gama por
colisão com um electrão.
Calcular a energia do par de fotões que se liberta nesse processo.
E = m c2