
Radioatividade
Classificação das radiações:
Dois grandes grupos:
Radiação ionizante
Radiação não ionizante
Diferença:
Energia
Radiação Ionizante:
São radiações que possuem energia suficiente para arrancar
elétrons de um átomo.
•
Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons
•
Partículas não carregadas: Nêutrons
•
Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X

Radiação Não Ionizante
 Não possuem energia suficiente para arrancar elétrons de um
átomo


Podem quebrar moléculas e ligações químicas
Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser,
Microondas, Luz visível

O que é Radioatividade?

É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir
partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis.

A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo
do átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR.

Rádio-nuclídeo ou radioisótopo é um núcleo emissor de
radiação.

A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos de
números atômicos maiores que 82

Instabilidade Nuclear

Número “inadequado” de nêutrons

Desbalanço de energia interna do núcleo

Busca do estado de menor energia

Emissão de energia - radiação

Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.

Tipos de Fontes
Equipamentos emissores de radiação ionizante:
→ Fornecer energia para o funcionamento

Materiais Radioativos:
→ Naturais ou produzidos artificialmente
→ Emitem radiação continuamente.


Histórico

1895 - Wilhelm Conrad Röentgen descobre os
Raios X

1896 - Henry Becquerel (francês) – estudo de sais
de urânio

1902 - Marie e Pierre Curie descobrem o Rádio.

Em 1903 Marie, Pierre e Becquerel dividiram o
Nobel de Física

Em 1911 Marie recebeu sozinha o Nobel de
Química pela descoberta do Polônio.

Experiências de Rutherford

Tipos e Características das Radiações

RADIAÇÃO BETA ()

Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo do átomo partícula leve

Possui uma carga negativa

Perde energia para o meio rapidamente - alcance médio (até
alguns metros no ar)

Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade
de ionizações.

Radiação Alfa ()
 Partículas com dois prótons e dois nêutrons - partícula pesada

Possui duas cargas positivas

Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno
(alguns centímetros no ar)

Alto poder de ionização - produção de grande densidade de
ionizações.

Radiação de Nêutrons

Partícula pesada

Não possui carga


Perde energia para o meio de forma muito variável extremamente dependente da energia
Produção de ionizações igualmente variável

Radiação de Pósitron

Denominação dada ao elétron com carga positiva emitido pelo
núcleo do átomo - partícula leve

Possui uma carga positiva

Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meio
- processo de aniquilação de pares

Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade
de ionizações.

Radiação Gama ()

Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos em
estado excitado de energia

Não possui carga

Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance
(centímetros de concreto)

Pequeno poder de ionização

Relação entre Energia e Alcance
 Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula ou onda
eletromagnética, perde energia nas interações com a matéria

Quanto maior a energia da radiação, mais interações é capaz de
produzir, portanto maior o percurso até ser totalmente freada, ou
seja, maior o alcance

Radiação Alfa
Energia
1,0 MeV
3,0 MeV
5,0 MeV

Alcance (no ar)
0,55 cm
1,67 cm
3,50 cm
Radiação Beta
Energia máx
Alcance máx (no ar)
18 keV (H-3)
167 keV (S-35)
1,71 MeV (P-32)
< 10 cm
50 cm
700 cm

Decaimento alfa

Em 1911, Frederick Soddy enunciou a 1ª Lei da Radioatividade

“Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu número atômico
diminui de duas unidades e seu número de massa diminui de quatro
unidades”
235
92
U

2
4
231
+
90
Th
• Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e
de cargas elétricas nucleares

Decaimento Beta

Como não existe elétron no núcleo, ele é formado a partir de um
nêutron de acordo com o esquema:
nêutron  próton + elétron + neutrino
0

n
1
+1
p
1
+
–1
e
0
+
0
h
O próton permanece no núcleo; o elétron e o neutrino são
atirados para fora do núcleo
0

Em 1913 Soddy, Fajans, Russell enunciaram a 2ª lei da
radioatividade

“Quando um núcleo emite uma partícula beta, seu número
atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa
permanece inalterado”
210
Bi
83
+

–1
0
210
84
Po
• A emissão de um pósitron é o contrário desta. Um núcleo instável por
ter um excesso de prótons, converte um próton num nêutron que fica no
núcleo, sendo emitidos um pósitron e um neutrino.

Emissão Gama ()

A emissão gama (γ) resulta de uma libertação de energia em
excesso pelo núcleo de um átomo sob a forma de radiação
eletromagnética.

O decaimento gama está associado a outros decaimentos como o
α ou o β se núcleo resultante dos processos ocorridos ainda se
encontra com excesso de energia e procura estabilizar-se.

Famílias ou Séries Radioativas

É o conjunto de elementos que têm origem na emissão de
partículas alfa e beta, resultando, como elemento final, um
isótopo estável do chumbo.
92
228
90
90
224
88
88
220
86
86
212
84
84
Po
212
83
84
82
208
82
80
78
Pb
212
82
Pb
228
89
Ac
Ra
228
Rn
216
Bi
Th
232
88
Po
Ra
90
Th
237
94
233
92
92
229
225
90
89
221
88
87
217
86
213
84
209
83
84
Bi
At
83
209
82
Pb
Ac
Bi
Th
U
233
91
225
88
213
82
80
Po
85
Fr
90
93
Ra
Np
Pa
234
92
92
230
90
90
Th
238
U
92
234
91
Pa
234
90
88
226
218
86
210
84
84
210
82
83
206
80
78
82
Pb
Po
214
84
85
88
At
222
Po
86
218
214
Pa
210
82
83
Pb
Bi
84
Po
Rn
Ra
Th
U

Período de Semidesintegração ou Meia Vida (p)

É o tempo necessário para que a quantidade de uma amostra
radioativa seja reduzida à metade

O tempo de meia vida é uma característica de cada isótopo
radioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nem
de fatores como pressão e temperatura.
P
mo
P
P
...
P
mo
mo
mo
mo
2
4
8
16
t=x.P
mo
m =
2
x

Uma substância radioativa tem meia-vida de 8h. Partindo de
100 g do material radioativo, que massa da substância restará
após 32 h?
8h
100g
8h
8h
50g
m =
25g
100
2
4
100
=
16
8h
12,5g
= 6,25g
6,25g

Meia vida física dos principais radioisótopos utilizados em
pesquisa:
P-32  14,8 dias
I-125  60 dias
S-35  87,0 dias
Ca-45  165 dias
C-14  5700 anos
Cr-51  27,8 dias
H-3
 12 anos
Curiosidade: O Urânio-238 apresenta meia-vida de
aproximadamente 5.000.000.000 anos que é a idade prevista da
Terra.

Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação
possuíam C-14 radioativo em quantidade de 6,25% daquela
encontrada em animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade
aproximada de?
t = 4 x 5700
t = 22800 anos
100%
5700 a
50%
5700 a
25%
12,5%
5700 a
6,25%
5700 a

Radioproteção
• A radiação perde energia para o meio provocando ionizações
• Os átomos ionizados podem gerar:
Alterações moleculares
Danos em órgãos ou tecidos
Manifestação de efeitos biológicos
• Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:
• Passar sem interagir
• Atingir uma molécula:
• Não produzir dano
• Produzir dano.
Atingir uma molécula:
- Produzir dano:
• Reversível
• Irreversível
•
morte celular
• reprodução - perpetuação do dano
• A cada possibilidade está associada uma probabilidade diferente
de zero.
• O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação da
radiação com organismos vivos é de natureza PROBABILÍSTICA.
• A probabilidade de ocorrência aumenta com o aumento da dose!
Aplicações da radioatividade
DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS:
I
131
P
32
Hg
197
Na
24
: Tireóide.
: Tumores dos olhos e câncer de pele.
: Tumores cerebrais.
: Obstruções do sistema circulatório.
TRATAMENTO DE DOENÇAS:
Co
60
: câncer.
I
131
: câncer na tireóide.

Por meio da irradiação, carnes e frutas podem ser esterilizados
(ficando livres de fungos e bactérias) ou ser conservados por um
tempo mais prolongado
 Métodos mais comuns de datação são os baseados nas
seguintes desintegrações:
238
40
U
para
206
Pb
: usado na datação de rochas.
K
para
40
Ar
: usado na datação de rochas.
14
C
para
14
N
: usado na datação de fósseis.

Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos:
A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para a eliminação
de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto
indesejável. Neste caso, o predador é usado em vez inseticidas.
Fonte de Energia: