RADIOATIVIDADE
Radioatividade
Histórico:
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 polônio (400 vezes mais radioativo que o urânio) e
depois, o rádio (900 vezes mais radioativo que o
urânio).
Novas descobertas demonstraram que os elementos
radioativos 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. Sua trajetória era
desviada
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
Quando descobriu a Radioatividade, o homem passou
a desvendar o núcleo do átomo e a sua divisibilidade
pôde ser confirmada.
Tipos de radiações:




1-Emissões alfa (2α4) : partículas com carga
elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2
nêutrons.
Velocidade média : 30000 km/s .
Poder de penetração : pequeno, são detidas por
pele, folha de papel ou 7 cm de ar.
Poder ionizante ao ar : elevado, por onde
passam capturam elétrons, transformando-se
em átomos de Hélio.
1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy) : "Quando um
núcleo emite uma partícula alfa (α) , seu número atômico
diminui de suas unidades e seu número de massa diminui
de quatro unidades."
Z
X
A
= 2 α4 +
Z-2
Y
A -4

Ex:
92 U
235
= 2 α4 +
90
Th
231
2-Emissões beta ( -1 β 0 ) : partículas com carga
elétrica negativa e massa desprezível (elétrons
atirados para fora do núcleo) .



nêutron = próton + elétron + neutrino
Os prótons permanecem no núcleo e os
elétrons e neutrinos são atirados fora
dele.
Ou: 0 n 1 = 1 p 1 + -1 b 0 + neutrino
Velocidade média: 90% da velocidade da luz.
Poder de penetração : 50 a 100 vezes mais
penetrantes que as partículas alfa. São detidas por
1 cm de alumínio (Aℓ) ou 2 mm de chumbo (Pb).
Danos os organismos : maiores do que as
emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo
humano e causar danos sérios

2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) :
"Quando um núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número
atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se
altera."
Z
Ex:
X
83
A
= -1β
Bi210 =
0
-1
+
z+1
β0+
Y
84
A
Po
210
3-Emissões gama(0γ0) : são ondas eletromagnéticas,
da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem
carga elétrica nem massa.
Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes
que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)
.
Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o
corpo humano, causando danos irreparáveis.
Partículas usadas nas reações nucleares:
Alfa =2α 4
Beta =-1 β0
Gama =0γ0
Próton =1p1
Nêutron =0 n 1
Deutério =1d2
Pósitron =+1 β
0
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
CURVA DE DECAIMENTO
RADIOATIVO
TRANSMUTAÇÃO 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.
 92U235

+
0n
1
56Ba
142
+ 36Kr91 + 3 0n1 + 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.
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 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia
(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)
Efeitos das Radiações:

Efeitos elétricos: o ar atmosféérico 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

RADIOTERAPIA :
-Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para
estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos,
como o C14. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos.

COLETA DE CARVÃO PARA
DATAÇÃO DE CARBONO 14
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.

ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICO
Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com
traçadores = tireóide( I131), tumores cerebrais( Hg197 ),
câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc
FAMÍLIAS RADIOATIVAS

Os elementos com número atômico igual ou superior a
84 são radioativos, assim como o Tc(Z=43) e o
Pm(Z=61). Os elementos de número atômico superior
ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o
Pm).
Na natureza existem elementos radioativos que
realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas,
até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso
significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo
não possui, ainda, uma organização interna estável e,
assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la
e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a
configuração de equilíbrio
FAMÍLIAS RADIOATIVAS NATURAIS
SÉRIE DO URÂNIO
SÉRIE DO ACTÍNIO
SÉRIE DO TÓRIO
Urânio-238
4,5.109 de anos

Urânio-235
7,13.108de anos

Tório-232
1,39.1010 de anos

Tório-234
24,1 dias

Tório-231
24,6 horas

Rádio-228
5,7 anos

Protactínio-234
1,14 minutos

Protactínio-231
32 000 anos

Actínio-228
6,13 horas

Urânio-234
2,7.105 anos

18,9 anos

Actínio-227
Tório-230
8,3.104 anos

Frâncio-223
21 minutos

21,2 anos

Tório-228
1,9 anos

Tório-227
18,9 dias
 
Rádio-224
3,6 dias

Rádio-226
1 590 anos

Rádio-223
11,4 dias

Radônio-222
3,825 dias

Radônio-219
3,9 segundos

***
***
.. 

Polônio-210
140 dias

Chumbo-206
estável
Polônio-211
0,005 segundos

Chumbo-207
estável
Radônio-220
54,5 segundos

***

Polônio-212
0,0000003 segundos



Chumbo-208
estável