Professor: Toninho
Ano letivo: 2009
1
Radioatividade
Histórico:
O fenômeno da radioatividade foi acidentalmente (quase sempre é) descoberto pelo cientista
francês Henri Becquerel, 1896. Ele estudava as impressões feitas em papel fotográfico por
sais de urânio quando eram expostos à luz solar.
Em uma determinada semana, o tempo ficou nublado por todos os dias; isso obrigou
Becquerel a guardar o sal de urânio envolto em papel fotográfico no fundo de seu armário.
Quando Becquerel retirou os apetrechos de lá, ele notou que o papel fotográfico tinha sido
sensibilizado. Isso levou Becquerel concluir que teria sido o próprio sal de urânio - o sulfato
Henry Becquerel
duplo de uranila e potássio, K2(UO)2(SO4)2 - o responsável pela sensibilização do papel. E
concluiu mais: que a substância emitia uma determinada energia ou irradiação que sensibilizava
o papel fotográfico, mesmo quando envoltos em papel preto e longe de qualquer outra fonte de irradiação.
Esta irradiação recebeu o nome de "Raios Becquerel" ou, simplesmente, "Emissões radioativas" ou ainda
"Radioatividade".
Algum tempo depois, o casal Pierre e Marie Curie verificou que todos os sais de urânio
eram capazes de causar impressões em papéis fotográficos, e logo foi concluído que o
responsável por tais impressões era o próprio urânio. Ao se extrair e purificar este elemento
proveniente do minério pechblenda, U3O8, o casal Curie verificou que as impurezas eram
ainda mais radioativas que o próprio urânio.
Dessas impurezas, eles separaram, em 1898, um novo elemento químico: o polônio;
este elemento é 400 vezes mais radioativo que o urânio e recebeu este nome em
homenagem ao país natal de Marie Curie, a Polônia. Após novas separações e
purificações, um novo elemento químico é descoberto por Marie Curie, o rádio, que é 900
vezes mais radioativo que o urânio. Só para se ter uma idéia da força de sua radioatividade,
o rádio apresenta, naturalmente, uma temperatura ligeiramente superior à temperatura
ambiente e apresenta um tom
azulado luminescente.
Pierre e Marie Curie
Novas descobertas demonstraram que os elementos
radioativos naturais emitem três tipos de radiações:
alfa () , beta ()e gama ().
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. Sua trajetória era desviada:
Foi estudando a radiação alfa, por meio do
experimento esquematizado abaixo, que Rutherford propôs um novo modelo para o átomo, pois deveria existir um
enorme espaço vazio no átomo já que a maioria das partículas alfas atravessou a placa de ouro sem sofrer desvios
considerável em sua trajetória.
Conceito de Radioatividade:
É a capacidade que certos átomos
possuem de emitir radiações
eletromagnéticas e partículas de seus
núcleos instáveis com o objetivo de
adquirir estabilidade. A emissão de
partículas faz com que o átomo
radioativo de determinado elemento
químico se transforme num átomo de
outro elemento químico diferente.
2
Quando
descobriu a
Radioatividade,
o homem
passou a
desvendar o
núcleo do
átomo e a sua
divisibilidade
pôde ser
confirmada.
Admite-se que a estabilidade do núcleo do átomo esteja ligado à relação entre o número de nêutrons (n) e o
número de prótons (p ou z)
Estabilidade nuclear = n/p
instável
Aparentemente, o aumento do número de nêutrons em relação ao número de prótons é necessário para
impedir uma autodestruição do núcleo, devido a repulsão elétrica dos prótons.
Quanto maior for a diferença entre nêutrons (n) e prótons (p), maior será a tendência de um átomo ser
radioativo (apresentar instabilidade nuclear)
Quando, entretanto, há mais que 83 prótons num núcleo , nenhum número de nêutrons é capaz de torná-lo
estável (não radioativo) . Atualmente são conhecidos mais de 40 isótopos (átomos de mesmo número de
prótons é símbolo) naturais radioativos, de número atômico superior a 82 (pós chumbo – Pb).
O número de isótopos radioativos artificiais conhecidos ultrapassa 800.
Observações importantes:
- Todos os elementos apresentam isótopos radioativos (naturais e/ ou artificiais), porém um elemento só é
considerado radioativo se o seu isótopo mais abundante for radioativo.
- Isótopos radioativos de qualquer elemento são denominados comumente de radioisótopos.
- A radioatividade é um fenômeno nuclear (proveniente do núcleo do átomo), não sofrendo influências da
eletrosfera ou de outros fatores químicos (como e com quem esta ligado) ou físicos (estado físico, formato
ou condições ambiente).
Estudo das Emissões Radiativas
Emissões
Alfa 4 
2
Beta
0

-1
Alfa
0
0

Características São partículas pesadas, com São partículas leves, com São radiações eletromagnéticas
carga
elétrica
positiva,
constituída de 2 prótons e de
2 nêutrons ( como um núcleo
-2
do átomo de hélio → He )
Inicial: variando de 3.000
velocidade
Km/s até 30.000 Km/s
Média:  20.000 Km/s
ou
5% da velocidade da luz
Alto. A partícula alfa captura 2
Poder de
ionização (nº de elétrons do meio ambiente,
em
um
íons formados por transformando-se
3
átomo de Hélio.
cm em sua
trajetória)
 + 2 e- = He
Poder de
Penetração
Pequeno. Podem ser detidas
por uma camada de 7 cm de
ar, por uma folha de papel ou
por uma chapa de alumínio de
0,06 min.
Danos ao ser
humano
Pequeno.
Quando incidem
sobre o corpo humano, são
detidas pela camada de células
mortas da pele, podendo no
máximo causar queimaduras.
carga elétrica negativa e semelhantes aos raios X. Não
massa
desprezível possuem carga elétrica e não
(semelhante a elétrons)
possuem massa.
Inicial: variando de 100.000
km/s
e
290.000
km/s.
Chegam a atingir 95% da
velocidade da Luz
Médio. Como as partículas
beta possuem carga elétrica
( em módulo) bem menor
que a das partículas alfa, a
ionização que provocam é
menor.
Médio. São entre 50 e 100
vezes mais penetrantes que
a alfa. Podem ser detidas por
uma chapa de chumbo de 2
mm ou de alumínio de 1 cm
Possuem velocidade igual à da
luz, ou seja, aproximadamente
300.000 Km/s.
Pequeno. O poder de ionização
depende
quase
que
exclusivamente
da
carga
elétrica; por isso, a radiação
gama praticamente não forma
íons.
Alto. São mais penetrantes que
os raios X. Atravessam milhares
de metro no ar, até 25 cm de
madeira ou 15 cm de aço. São
detidas por placas de chumbo
de mais de 5 cm ou por grossas
paredes de concreto
Médio.
Quando incidem Alto.
Podem
atravessar
sobre o corpo humano, completamente
o
corpo
podem penetrar até 2 cm e humano,
causando
danos
causar danos cério
irreparáveis.
3
EFEITOS FISIOLÓGICOS - Todos os seres vivos do planeta sofrem constantemente bombardeios dos raios
cósmicos vindos do espaço sideral; a própria luz branca é uma radiação, embora tais radiações não nos cause
nenhum mal. De qualquer forma, com a descoberta dos materiais radioativos, descobriu-se também os males que
suas radiações emitidas podem causar. Os próprio Henri Becquerel sofreu ulcerações na pele por ter transportado
uma amostra de um mineral redioativo consigo e Madame Curie foi vítima letal de câncer, após ter trabalhado por
anos a fio estudando os materiais e suas emissões que lhe deram o prêmio Nobel.
O principal perigo das radiações reside no fato de não se ter percepções imediatas de seus efeitos. Ao contrário de
um choque elétrico ou de uma queimadura, que sentimos na hora o mal ocorrido, os danos causados são
imperceptíveis e só aparecem quando o quadro está grave. Mas, a humanidade desenvolveu meios de se precaver
da radiação; como exemplo podemos citar os "crachás contra radiação", que indicam quando a radiação do ambiente
está chegando a níveis perigosos, assim como o contador Geiger, que pode dosar a radioatividade das pessoas.
O perigo principal da radiação é a sua atuação no DNA das células dos seres vivos. Além de causar tumores, ela
pode alterar o DNA das células germinativas (espermatozóides e óvulos), causando mutações nas gerações futuras.
Devido ao alto grau de toxidade à saúde, os métodos de prevenção estão se aperfeiçoando dia a dia. Um dos
métodos é a redução da distância e do tempo de exposição das pessoas às substâncias radioativas. Elas também
vestem roupas especiais que cobrem todo o corpo e que vão ser tratados imediatamente após terem sido
desvestidos. Quando tem que se manipular com substâncias de radioatividade muito elevada, o manuseio é feito por
garras mecânicas e o técnico fica a uma distância
Exercícios de Fixação
1. Sobre emissões radiativas, Julgue os itens abaixo em Certo ou Errado:
0( ) Raios alfa são núcleos de átomos de hélio, formados por 4 prótons e 4 nêutrons.
1( ) O poder de penetração dos raios alfa aumenta com a elevação da pressão.
2( ) Os raios beta são elétrons emitidos pelos núcleos dos átomos dos elementos radiativos.
3( ) Os raios gama são radiações da mesma natureza que os raios alfa e beta.
4( ) Os raios beta possuem massa desprezível.
4
2. Núcleos de He, elétrons e ondas eletromagnéticas, semelhantes aos raios X, são chamados, respectivamente, de:
2
a) raios alfa, raios beta e raios gama.
c) raios beta, raios alfa e raios gama.
e) raios alfa, raios gama e raios X.
b)
d)
raios alfa, raios gama e raios beta.
raios beta, raios X e raios alfa.
3. Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suas respectivas características:
1. alfa.
2. beta.
3. gama.
( ) Possui alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano.
( ) São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível.
( ) São radiações eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa.
( ) São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas
queimaduras leves.
A seqüência correta, de cima para baixo, é:
a) 1, 2, 3, 2.
b) 2, 1, 2, 3.
c) 1, 3, 1, 2.
d) 3, 2, 3, 1.
e) 3, 1, 2, 1.
4. Entende-se por radiação gama:
a) partículas constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons.
b) partículas constituídas por núcleos do elemento hélio , He.
c) ondas eletromagnéticas emitidas pelo núcleo , como conseqüência da emissão de partículas alfa e beta.
d) partículas constituídas por elétrons , como conseqüência da desintegração neutrônica.
e) partículas sem carga e massa igual à do elétron.
Leis da Radioatividade
1º - lei de Soddy: Quando um radioisótopo emitir uma partícula  o mesmo se transforma em um novo
elemento radioativo ou não, com número de massa 4 unidades menor e com número de prótons com 2
unidades menor.
210
Ex.
Po  4 + 206Pb
Ex2. 239Pu  2 4 + 231Th
84
+2
82
94
+2
90
4
Faça você mesma:
(paládio 230)
a)
c)
91
Pa

Fr
(rádio 222)

230
 + Ac
4
2 4 +
209
+2
83
Bi
222
b)
+2
88

Ra
(urânio 237)
237
d)
(bismuto 209)
U
92

3 4 + Pb
+2
x 4
+2
(radônio 225)
+
225
86
Rn
2º - Lei de Soddy e Fajans: Quando um radioisótopo emitir uma partícula  o mesmo se transforma em
um novo elemento radioativo ou não, com o mesmo número de massa e com número de prótons 1
unidades maior.
Ex. 237U  0 + 237Np (netúnio 237)
Ex. 234Th  2 0 + 234U (urânio 234)
92
-1
93
90
-1
92
OBS.: As partículas são originadas da desintegração de um nêutron proveniente do núcleo,ao ser emitido
este nêutron transforma-se em um prótons , um elétron ( partícula beta ) e uma subpartícula chamada de
antineutrino.
1
1
0
n

p
+ 0
+

0
+1
nêutron
Faça você mesma:
a)
próton
 2 0 + U
237
Th
90
-1
beta
b)
-1
0
antineutrino
235
 x 0 +
235
89
-1
92
Fr
U
c) Po
 2 0 +
-1
212
Rn
86
Partículas usadas nas reações nucleares:
- Alfa =
4
2
- Beta =

0
-1

- Gama =
0
0

-Próton = 1p
1
- Deutério = 2d
1
- Pósitron =
0

+1
- Nêutron = 1n
0
Exercícios de Fixação
5. O que acontece com o número atômico ( Z ) e o número de massa ( A ) de um núcleo radiativo quando ele emite
uma partícula alfa ?
a) Z diminui em uma unidade e A aumenta em uma unidade.
b) Z aumenta em duas unidades e A diminui em quatro unidades.
c) Z diminui em duas unidades e A diminui em quatro unidades.
d) Z diminui em duas unidades e A aumenta em quatro unidades.
e) Z aumenta em duas unidades e A aumenta em quatro unidades.
5
6. (UFSM-2000) O cobalto 60 (60Co) utilizado em radioterapia, no tratamento do câncer, reage
emitindo uma partícula beta e, com isso, transforma-se em: (dados: Cobalto: Z=27)
a) 61Co
b) 59Co
c) 60Ni
d) 64Ni
e) 56Mn
27
27
28
28
25
7. Um elemento químico radioativo submete-se à seguinte série de desintegrações: X  Y  Z  W
por emissão, respectivamente, de partículas beta, beta e alfa. São isótopos:
a) X e Y.
b) X e W.
c) Y e Z.
d) Y e W.
e) Z e W.
Transmutações:
- Transmutação Natural : Quando um elemento emite espontaneamente radiação e se transforma em
outro elemento (emitindo partículas alfas e betas dos seu núcleo), dizemos que aconteceu uma
transmutação natural.
Ex1.
218
4
0
Po  214Bi
+
 +

Ex2. 226Ra  210Pb
+ 4 4 + 2 0
84
83
+2
-1
88
82
+2
-1
Exercícios de fixação
8. O fenômeno da radioatividade foi descrito pela primeira vez no final do século passado, sendo largamente
estudado no início do século XX. Aplicações desse fenômeno vão desde o diagnóstico e combate de doenças, até a
obtenção de energia ou a fabricação de artefatos bélicos. A equação que representa o decaimento radioativo do
isótopo 238U até o isótopo estável 206Pb é
a) 238U  206Pb +  + 
b) 238U  206Pb + 8 + 4
d) 238U  206Pb + 5 + 5
c)
92
82
238
206
92
82
U
Pb + 8 + 6
e)
92
82
238
206
92
82
U
92
82
Pb + 6 + 6
237
9. O elemento netúnio ( 93 Np) , após a emissão de sete partículas alfa e quatro partículas beta, transforma-se no
bismuto (Bi). Demonstre a equação da referida reação nuclear e determine o nº de massa e prótons do elemento
bismuto.
10. O elemento plutônio (Pu) apresenta um dos seus isótopos com 94 prótons e 148 nêutrons. Se a partir do átomo
desse isótopo houver emissão sucessivas de 3 partículas alfa e 5 partículas beta, qual será o número de prótons
e o de nêutrons do átomo resultante ?
6
238
11. O átomo U (Z = 92) emite uma partícula alfa, originando um átomo do elemento X; este, por sua vez, emite
uma partícula beta, originando um átomo do elemento Y. Podemos concluir que:
a) X e Y são isótopos.
b) Y é isóbaro do urânio inicial
c) Y tem número 91 e 143 nêutrons
d) X tem número atômico 94 e número de massa 242
e) Y tem número atômico 89 e número de massa 234
12. 4 partículas alfas e 3 betas foram emitidas pelo rádio (
atômico e de massa de X.
228
88
Ra) que se transformou no elemento X. Indique o nº
13. Considere as seguintes afirmações:
I. A radioatividade foi descoberta por Marie Curie.
II. A emissão de radiação gama a partir do núcleo de um átomo não altera o nº atômico e o nº de massa do átomo.
75
III. A perda de uma partícula beta de um átomo de 33
As forma um átomo de nº atômico maior.
226
214
IV. A desintegração de
Ra a
Bi envolve a perda de 3 partículas alfa e de duas partículas beta.
88
83
Das afirmações feitas, estão CORRETAS
a) apenas I e II.
b) apenas I e III.
c) apenas I e IV.
d) apenas II e III.
e) apenas II e IV.
222
14. Ao se desintegrar, o átomo 86Rn emite 3 partículas alfa e 4 partículas beta. O número atômico e o número de
massa do átomo final são, respectivamente:
a) 84 e 210.
b) 210 e 84.
c) 82 e 210.
d) 210 e 82.
e) 86 e 208.
- Transmutação Artificial :Quando as transmutações são obtidas por meio de bombardeamento de núcleos
4
0
1
0
1
estáveis por partículas alfas ( , beta (  ), nêutrons ( n ), pósitron (  ) ou prótons ( p ), são chamadas de
2
transmutações artificiais.
Ex1.
N + 4

14
7
-
1
0
Ex2:
17
O + 1p
+2
8
+1
Be + 4

9
+1
4
+2
+1
12
C + 1n
6
0
Exercícios de Fixação
15. Complete as reações nucleares utilizando as partículas alfa, beta, nêutron, pósitron, e próton:

3
a)
H
1
c)
He + ___
K + 1n
0

N + 1p
7
36
Cl +
17
___
d)

15
b)
2
39
19
3
10
C
6
+1

12
C + ___
6
10
B + ___
5
7
16. Atualmente são conhecidos mais de uma centena de elementos químicos, entre os naturais e os artificiais. Cada
elemento químico é definido pelo número de prótons do seu núcleo atômico. Os núcleos do hidrogênio e do hélio
formaram-se logo nos primeiros minutos do nascimento do Universo, segundo a teoria do Big Bang. Os núcleos dos
outros elementos químicos somente puderam se formar após a condensação da matéria sob a ação da gravidade,
dando origem às galáxias e às estrelas; estas últimas são verdadeiras usinas de síntese de núcleos atômicos. A
seguir, estão representadas algumas das reações nucleares que ocorrem nas estrelas, onde X, Y, Z, R e T
representam genericamente elementos químicos de nº atômico e massa?
I) 8Be +   X
II) 12C +
4
6
IV) 16O + 16O  R + 
8
He  Y
III) 12C + 12C  Z + 
4
2
6
6
V) 12C + 16O  T + 4He
8
6
8
2
17. A primeira transmutação artificial de um elemento em outro, conseguida por Rutherford em 1919, baseou-se na
14
4
1
reação: 7N
+ 2He
 E + 1H
Afirma-se que:
I II IIIIVV-
O núcleo E tem 17 nêutrons.
O átomo neutro do elemento E tem 8 elétrons.
1
O núcleo 1H é formado por um próton e um nêutron.
O número atômico do elemento E é 8.
O número de massa do elemento E é 17.
Quais afirmativas são corretas?
Meia vida (P):
É o período de tempo necessário para que a metade dos átomos presentes num elemento se desintegre. 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.
x
O número de mols de átomos não desintegrados pode ser calculado pela seguinte relação: n= n0 / 2
onde:
n0 = nº inicial de mols ( ou mo se for massa, ou %0 (sempre 100%)se for porcentagem)
n = nº final de mols ( ou m se for massa, ou % se for porcentagem)
x= nº de períodos de meia vida.
O tempo de decaimento ou transmutação radioativa pode ser calculado: t = x . P
* Procedimento simprificado para resolução de exercícios:
1º - Identificar e retirar os dados do exercício:
Quantidade de matéria: (em mol)
massa inicial (em: mg , g , Kg ou t )
- Qi (Quantidade inicial)
porcentagem ( sempre igual a 100%)
fração ( sempre 1 ou 1/1)
- Qf (Quantidade final) : relacionado a quantidade inicial
- MV (meia vida) : expressa geralmente em segundos, minutos, horas, dias , meses ou anos
- td (tempo decorrido) : representa o tempo decorrido (gasto) para que quantidade inicial (Qi) se transforme na
quantidade final (Qf)
REPRESENTAÇÃO:
Qi ----------------- X ----------------- Y ------------- Qf
2
1º MV
2
2º MV
2 3º MV
td (= nº de períodos de MV x MV)
8
Ex. Quanto tempo deve ser gasto para que 10g de um radioisótopo de meia-vida igual á 20 anos, passe para 1,25g.
Resolução:
Resolução por Fórmula:
Quantidade inicial (Qi) = 10g
Dados:
achar x
Quantidade final (Qf) = 1,25g
x
m0 = 10g
n = n0 / 2
Meia-vida (MV) = 20 anos
x
m = 1,25 g 1,25 = 10 / 2
Tempo decorrido (td) = ? anos
x
P=20 anos 2 = 10 / 1,25
x
3
2 = 8 (= 2 )
(1/1 ou 100%)
( 1/2 ou 50%)
(1/4 ou 25%)
(1/8 ou 12,5%) t =?anos
x
3
x=?
2 = 2
Qi 10/2 (1º meia vida)
Qf
5/:2 (2º meia vida)
2,5/2 (3º meia vida)
x
=3
10g
5g
2,5g
1,25g
achar t
20 anos
20 anos
20 anos
t=x.P
t = 3 . 20
60 anos (3 x 20 anos)
t = 60 anos
Exercícios de Fixação
18. No diagnóstico de doenças da tiróide, submete-se o paciente a uma dose de
8 dias. Após 40 dias da aplicação, a dose inicial terá caído para:
a)
metade.
b)
20%.
c)
32%.
d)
17,48%.
e) 3,125%.
131
I, beta emissor, de meia-vida
19. (FUVEST/SP) Mediu-se a radiatividade de uma amostra arqueológica de madeira, verificando-se que o nível de
sua radiatividade devido ao carbono 14 era 1/16 do apresentado por uma amostra de madeira recente. Sabendo-se
14
que a meia-vida do isótopo C é 5730 anos, a idade, em anos, dessa amostra é:
a) 3580
b) 1430
c) 5730
d) 2290
e) 91710
90
20. O 38Sr (estrôncio 90) é um dos radioisótopos mais perigosos espalhados pelo acidente de Chernobyl. Sua
meia-vida é de, aproximadamente, 28 anos. Para que 1g dele se transforme em 0,125 g, devem decorrer:
a) 28 anos.
b) 42 anos.
c) 56 anos.
d) 70 anos.
e) 84 anos.
3
21. O isótopo radioativo de hidrogênio, Trítio ( H), 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
61,5 anos em uma amostra preparada hoje (100%)?
a) 0%
b) 12,5%
c) 6,25%
d) 0,32%
e) 3,125%
14
22. As propriedades radioativas do C (carbono-14) usualmente são empregadas para fazer a datação de fósseis.
Sabe-se que a meia-vida deste elemento é de aproximadamente 5.730 anos. Sendo assim, estima-se que a idade de
14
um fóssil que apresenta uma taxa de C em torno de 6,25% da normal deve ser:
a) 17.190 anos.
b) 91.680 anos.
c) 5.730 anos.
d) 28.650 anos.
e) 22.920 anos.
201
23. O T, é um isótopo radioativo usado na forma de TlCl3 (cloreto de tálio), para diagnóstico do funcionamento do
coração. Sua meia-vida é de 73 h (~3 dias). Certo hospital possui 20g deste isótopo. Sua massa, em gramas, após 9
dias, será igual a:
a)
1,25.
b)
3,3.
c)
7,5.
d)
2,5.
e)
5,0.
9
24 O acidente com o césio 137 em Goiânia, foi o primeiro caso grave envolvendo energia radioativa no Brasil.
Calcule a massa de césio 137 que restará no depósito de Abadia de Goiânia após 180 anos (tempo mínimo previsto
para uma considerável segurança), sabendo que a meia vida do césio 137 e de 30 anos e que sua amostra inicial era
de 105g.
Fissão e Fusão nuclear
Fissão nuclear:
Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons
- obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.
Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os núcleos bombardeados
capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma
experiência, constataram a existência do bário entre os produtos obtidos. Equacionando:
92U
235
+
1
0n
=
142
56Ba
+
36Kr
91
+ 3 0 n1 + 4,6 . 109kcal
Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons,
ocorrendo então uma reação em cadeia:
Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores nucleares e pela desintegração da bomba atômica.
Fissão nuclear:
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Exercícios de fixação
26. No dia 6 de agosto de 1995, o mundo relembrou o cinqüentenário do trágico dia em que Hiroshima foi
bombardeada, reverenciando seus mortos. Uma das possíveis reações em cadeia de fissão nuclear do urânio 235
235
1
139
94
usado na bomba é: 92U
+ 0n
 56Ba
+ 36Kr
+ X + energia em que X corresponde a:
3
a)
2
1H.
b)
3 nêutrons.
c)
2 nêutrons.
d)
alfa.
e)
1H.
27. A fissão nuclear do urânio (U-235) ocorre após bombardeamento do mesmo, por nêutrons, segundo a
reação em cadeia:
235
92U
1
140
+ 0n  XBa +
Y
36K
1
+ 2 0n
É CORRETO afirmar, então, que:
01. O valor de y, que torna a equação verdadeira, é 94.
02. A formação de duas partículas n assegura a propagação da reação em cadeia.
04. Um dos produtos formados possui número atômico superior ao do urânio.
08. n é uma partícula atômica.
16. O valor de x, que torna a equação verdadeira, é 58.
soma_____
28. AS usinas nucleares, para produção de energia elétrica, utilizam como combustível nuclear pastilhas de dióxido
de urânio, UO2 , que contém urânio 235 enriquecido a 3%. O processo pode ser representado pela equação nuclear
abaixo:
235
90
92U
144
+ n  38Sr + 54Xe + 2 n
A afirmativa correta sobre a equação nuclear é:
a) O processo emite partículas de carga negativa
c) O átomo de urânio possui 92 nêutrons
e) O fenômeno é classificado como fissão nuclear
b) O nº de elétrons do xenônio é 90
d) São produzidos dois isótonos
29. O reator atômico instalado no município de Angra do Reis é do tipo PWR (Reator Água Pressurizada). O seu
princípio básico consiste em obter energia através do fenômeno “fissão nuclear”, em que ocorre a ruptura de
núcleos pesados em outros mais leves, liberando grande quantidade de energia. Esse fenômeno pode ser
representado pela seguinte equação nuclear:
1
235
144
1
+ 92U
 55Cs
+ T + 2 0n
+ ENERGIA
0n
Os números atômico e de massa do elemento T são, respectivamente:
a) 27 e 91.
b) 37 e 90.
c) 39 e 92.
d) 43 e 93.
e) 44 e 92.
Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com
liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de
energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear:
4 1H 
1
4
2
He + 2
0

+1
+ energia (Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)
Ou:
H
+
H
+
H
+
H
Fusão
nuclear
He
+
+
energia
H
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Efeitos das radiações:
-Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases são ionizados pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade.
O aparelho usado para detectar a presença de radiação e medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza
esta propriedade.
-Efeitos luminosos : as radiações provocam fluorescência em certas substâncias, como o sulfeto de zinco - esta
propriedade é utilizada na fabricação de ponteiros luminosos de relógios e objetos de decoração.
-Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de
câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande
perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas.
-Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos,
14
como o C . Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos.
Usos das reações nucleares:
-Produção de energia elétrica: os reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez
depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos.
-Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No
controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações,
oleodutos,...; na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc.
-Aplicações na Química : em traçadores para análise de reações químicas e bioquímicas- em eletrônica, ciência
espacial, geologia, medicina, etc.
-Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide(
60
137
câncer ( Co e Cs ) , etc.
131
I), tumores cerebrais(197Hg ),
14
-Aplicações na Agricultura ; uso de C para análise de absorção de CO2 durante a fotossíntese; uso de
radioatividade para obtenção de cereais mais resistentes; etc.
-Aplicações em Geologia e Arqueologia: datação de rochas, fósseis, principalmente pelo
14
C.
Exercícios de Fixação
30. (FUVEST/SP) Na reação de fusão nuclear representada por
2
3
H + 1H => E + n
ocorre a liberação de um nêutron (n). A espécie E deve ter:
a) 2 prótons e 2 nêutrons.
b) 2 prótons e 3 nêutrons.
c) 2 prótons e 5 nêutrons.
d) 2 prótons e 3 elétrons.
e) 4 prótons e 3 elétrons.
31. Associe as reações nucleares cujas a equações encontram-se listadas na 1º coluna, com os nomes
dos fenômenos listados na 2º coluna.
1º coluna
2º coluna
1
4
I – 4 H  He + 2  + 
a) transmutação artificial
1
II – 4
III –
IV –
2
235
92
U + n 
Al +  
140
94
56
36
Ba +
27
30
13
15
232
Th
90

Ra + 
228
88
P + n
Kr + 2 n
b) desintegração radioativa
c) fusão nuclear
d) fissão nuclear
Indique a opção em que todas as correspondências estejam corretas:
a) Ic – IId – IIId - IVb
b) Ia – IIc – IIIb - IVd
c) Ib – IIa – IIId - IVc
d) Id – IIb – IIIc - IVa
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