APOSTILA
Roberto Gois
Aluno(a): ________________________________________________________
Série:
1ª
Ensino Médio
RADIOATIVIDADE
No final do século XIX, o físico alemão Wilheim
Konrad Roentgen (1845-1923), trabalhando com
raios catódicos, percebeu que estes, ao se
chocarem com vidros ou com metais, produziam
um novo tipo de radiação.
Estudos posteriores permitiram concluir que
essas radiações não apresentam nem massa
nem carga elétrica. Elas foram denominadas
raios X e atualmente são utilizadas no
diagnóstico de fraturas ósseas e de várias
outras ocorrências médicas.
Turma: ________
Data:
/
/ 2015
Em 1896, o físico francês Antoine-Henri
Becquerel percebeu que um sal de urânio (o
sulfato duplo de potássio e uranila:
K2(UO2)(SO4)2) era capaz de sensibilizar o
negativo de um filme fotográfico, recoberto por
papel preto, ou ainda uma fina lâmina de metal.
As
radiações
emitidas
pelo
material
apresentavam propriedade semelhante à dos
raios X, que foi denominada radioatividade.
Em 1897, Marie Sklodowska Curie (1867-1934)
demonstrou que a intensidade da radiação é
proporcional à quantidade de urânio na amostra
e concluiu que a radioatividade é um fenômeno
atômico.
Nesse mesmo ano, Ernest Rutherford criou uma aparelhagem para estudar a ação de um campo
eletromagnético sobre as radiações:
Rutherford concluiu que, como os raios alfa (α) e beta (β) sofrem desvio no campo magnético, devem
apresentar carga elétrica, ao passo que os raios gama () não a devem ter. Os raios β são atraídos pela
placa positiva; devem, portanto, ter carga negativa. Com o mesmo raciocínio pode-se deduzir que os
raios α têm carga positiva.
Estudos posteriores permitiram caracterizar os três tipos de radiação:
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EXERCÍCIO
01- (Uece) Escolha a alternativa na qual é
apresentada uma correta associação entre o
nome do cientista e a contribuição que deu para
a ciência no campo de estudos da
radioatividade.
a) Becquerel /descoberta da radioatividade
natural.
b) Marie Curie /descoberta do nêutron.
c) Chadwick/descoberta dos raios X.
d) Roentgen/descoberta do polônio.
Com relação a essas partículas, podemos
afirmar que:
a) as partículas β são constituídas por 2 prótons
e 2 nêutrons.
b) as partículas α são constituídas por 2 prótons
e 2 elétrons.
c) as partículas β são elétrons emitidos pelo
núcleo de um átomo instável.
d) as partículas α são constituídas apenas por 2
prótons.
e) as partículas β são constituídas por 2
elétrons, 2 prótons e 2 nêutrons.
02- (Ceeteps-SP) Há pouco mais de 100 anos,
Ernest Rutherford descobriu que havia dois
tipos de radiação, que chamou de α e β.
LEIS DA RADIOATIVIDADE
1ª LEI: A EMISSÃO DE PARTÍCULAS α
O átomo de um elemento radioativo, ao emitir uma partícula alfa, dá origem a um novo elemento que
apresenta número de massa A com 4 unidades a menos e número atômico Z com 2 unidades a menos.
Genericamente, temos:
Quando um átomo de 94Pu239 emite uma partícula α, ele se transforma em 92U235.
A reação nuclear que representa essa transformação é dada por:
2ª LEI: A EMISSÃO DE PARTÍCULAS β
Nessa emissão, um nêutron se decompõe, originando um próton que permanece no núcleo, um elétron
e uma subpartícula denominada antineutrino. Todos eles são emitidos:
Quando um átomo de um elemento radioativo R emite uma partícula β (um elétron), dá origem a um
novo elemento S com o mesmo número de massa (A) e com o número atômico (Z) uma unidade maior.
Genericamente, temos:
Quando um átomo de 6C14 emite uma partícula β, ele se transforma em 7N14.
A reação nuclear pode ser representada por:
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TRANSMUTAÇÕES
Quando um elemento químico emite espontaneamente uma radiação e se transforma em outro
elemento, dizemos que aconteceu uma transmutação natural. Quando as transmutações são obtidas
por bombardeamento de núcleos estáveis com partículas α, prótons, nêutrons etc., são chamadas
transmutações artificiais. A primeira delas foi obtida por Rutherford:
Outro exemplo de transmutação artificial foi a descoberta do nêutron por Chadwick (1932):
Atualmente, a maioria dos radioisótopos usados em diversas áreas, como Medicina, indústria,
agricultura etc., são produzidos a partir de transmutações artificiais.
EXERCÍCIO
03-(Unesp-SP) Quando um átomo do isótopo
228 do tório libera uma partícula alfa (núcleo de
hélio com 2 prótons e número de massa 4),
transforma-se em um átomo de rádio, de acordo
com a equação:
Determine os valores de X e Y.
04- Complete as reações nucleares utilizando
as partículas α, β, p, n, +1e0 (pósitron):
05- (PUC-SP) Na família radioativa do tório,
parte-se do 90Th232 e chega-se ao 82Pb208. Os
números de partículas alfa e beta emitidas no
processo todo são, respectivamente:
a) 1 e 1.
b) 6 e 4.
c) 16 e 12.
d) 4 e 6.
e) 12 e 16.
06- (PUC-RJ) Elementos transurânicos podem
ser sintetizados pelo bombardeamento de
núcleos mais leves com partículas pesadas. Em
1958, Miller e outros produziram o isótopo 254No
(nobélio) a partir do 238U. A reação que ocorreu
produziu, além do novo elemento (No), ainda
seis (6) nêutrons. Com qual partícula o alvo
(238U) foi bombardeado?
a) 10B
b) 22Na
c) 12C
d) 22Ne
e) 16O
07- (Vunesp) No processo de desintegração
natural de 92U238, pela emissão sucessiva de
partículas alfa e beta, forma-se o 88Ra226. Os
números de partículas alfa e beta emitidas neste
processo são, respectivamente:
a) 1 e 1.
b) 2 e 2.
c) 2 e 3.
d) 3 e 2.
e) 3 e 3.
08- (PUC-Campinas-SP) Na transformação
nuclear realizada por Rutherford, em 1919 (7N14
+ 2He4 → 1H1 + X), além do próton, há
formação de um dos isótopos X do:
a) hélio.
b) oxigênio.
c) neônio.
d) flúor.
e) nitrogênio.
CINÉTICA DAS DESINTEGRAÇÕES RADIOATIVAS
A velocidade (V) com que ocorre a emissão de partículas (desintegração) é diretamente proporcional ao
número de núcleos radioativos (N), a cada instante considerado. V = K N, em que K = constante
radioativa característica de cada isótopo.
Após certo intervalo de tempo, o número de núcleos radioativos de cada isótopo reduz-se à metade.
Esse intervalo de tempo, característico de cada isótopo, é denominado meia-vida ou período de
semidesintegração.
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Meia-vida ou período de semidesintegração (P ou t1/2): é o tempo necessário para que a metade dos
núcleos radioativos se desintegre, ou seja, para que uma amostra radioativa se reduza à metade.
O gráfico ao lado mostra o
decaimento de uma amostra de 16
g de 15P32, que se reduz a 8 g em
14 dias, originando o 16S32. Assim
sua meia-vida é de 14 dias.
A meia-vida pode ser relacionada
com uma certa massa ou com um
certo número de átomos, e não
depende nem da quantidade inicial
nem de fatores externos, pois é
um fenômeno nuclear.
EXERCÍCIO
09- (Puccamp-SP) O iodo-125, variedade
radioativa do iodo com aplicações medicinais,
tem meia-vida de 60 dias. Quantos gramas de
iodo-125 irão restar, após 6 meses, a partir de
uma amostra contendo 2,00 g do radioisótopo?
a) 1,50.
b) 0,66.
c) 0,10.
d) 0,75.
e) 0,25.
10- (Ceub-DF) Dispõe-se de 16,0 g de um
isótopo radioativo cuja meia-vida é de 15 dias.
Decorridos 60 dias, a quantidade residual do
mesmo será:
a) 0,5g
b) 1,0g
c) 2,0g
d) 8,0g
e) 16,0 g
11- (FGV-SP) O isótopo radioativo do
hidrogênio, trítio (3H), é muito utilizado em
experimentos de marcação isotópica na química
orgânica e na bioquímica. Porém um dos
problemas em utilizá-lo é que sua meia-vida é
de 12,3 anos, o que causa um tempo de espera
longo para que se possa descartá-lo no lixo
comum. Qual será a taxa de trítio daqui a 98
anos em uma amostra preparada hoje (100%)?
a) 0%
b) 12,55%
c) 7,97%
d) 0,39%
e) 0,78%
12(UFPI)
Na indústria nuclear,
os
trabalhadores utilizam a regra prática de que a
radioatividade de qualquer amostra se torna
inofensiva após dez meias-vidas. Identifique a
fração que permanecerá após esse período.
a) 0,098%
b) 0,195%
c) 0,391%
d) 1,12%
e) 3,13%
13- (FEI-SP) Vinte gramas de um isótopo
radioativo decrescem para cinco gramas em
dezesseis anos. A meia-vida desse isótopo é:
a) 4 anos
b) 16 anos
c) 32 anos
d) 10 anos
e) 8 anos
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