Radioatividade - Liceu Albert Sabin

Radioatividade
Jejequinha
lindinha
Radioatividade: Breve Histórico
Descobriu que a substância, o
sulfato duplo de uranila e potássio
(K2(UO2)(SO4)2) emitia ondas no escuro
(sem excitação), durante longo intervalo de
tempo.
1896 Becquerel
O casal Pierre Curie e Marie Curie na
tentativa de isolar o urânio, descobriram
outros elementos radioativos ...
1898 Marie Curie
Prof: Paulinho
O que vem a ser radioativiade?
A Radioatividade é a propriedade que alguns elementos químicos
possuem de emissão espontânea de partículas e/ou ondas
eletromagnéticas de núcleos instáveis de átomos, dando origem a outros
núcleos, que podem ser estáveis ou ainda instáveis. Caso o núcleo formado
seja ainda instável, ele continuará emitindo partículas e/ou radiações até se
transformar num núcleo estável.
nêutrons
+ prótons
+
+
+
+
+
+
+
+
+ ++ + +
+
+
+
+
+
+
NÚCLEO
+
+
Átomos com um grande
número de prótons apresentam alta
repulsão eletrostática, e tendem a
ser muito instáveis, geralmente
átomos com número atômico maior
que 82.
+
+
Para que fiquem estáveis devem
emitir partículas nucleares (α ou β )
ou ondas (γ)
Toda emissão radioativa ocorre no sentido de
aumentar a estabilidade do núcleo!!!
Emissões radioativas
Pósitron  +1β0 (próton com número de massa zero)
Poder de Penetração
Reações Nucleares
- Reações com emissões radioativas ou decaimentos radioativos
 Primeira Lei ou Lei de Soddy
Quando um núcleo emite uma partícula , seu número
atômico diminui duas unidades e seu número de massa diminui
quatro unidades.
Ex: 84Po214  2α4 + 82Pb210
 Segunda Lei ou Lei de Soddy-Fajans-Russell
Quando um núcleo emite uma partícula , seu número
atômico aumenta uma unidade e seu número de massa não se
altera.
Ex: 53I131 -1β0 + 54Xe131
A partícula β nada mais é que um elétron, como ela pode
ser emitida a partir do núcleo?
Atenção!!!
Outro
exemplo…
- Transmutacões Nucleares:
 Transmutação nuclear é a transformação de um nuclídeo em outro, provocada pelo
bombardeamento com uma partícula.
Equação 1:
14 + α4  O17+ p1
N
7
2
8
1
9 + α4  C12 + n1
Be
Equação 2: 4
2
6
0
Equação 3:
10 + α4  N13 + n1
B
5
2
7
0
É importante lembrar que nas reações de
transmutação nuclear, assim como em todas as
reações nucleares, há conservação de massa e de
carga de um membro para outro da reação.
- Fissão Nuclear:
É um processo de transmutação nuclear que
quebra um núcleo grande em outros menores, com
grande liberação de energia.
É o processo que ocorre nas
usinas nucleares e na bomba
atômica
Reação em cadeia da fissão nuclear do urânio
enriquecido
Usina nuclear  reator nuclear
É um sistema em que é realizada a fissão nuclear de forma controlada, com
a finalidade de obter-se energia elétrica.
Bomba Atômica
Os efeitos de uma explosão nuclear são inúmeros. No momento da
explosão , a temperatura pode chegar a 3200 oC . Há uma onda de choque
posterior, onde o vento se locomove com uma velocidade mais de duas vezes
superior a do som. Para quem sobrevive, resta a morte lenta e penosa
ocasionada pelos efeitos da radiação como o caso de câncer tardios,
malformação ou síndrome dos descendentes gerados. A nuvem de poeira e
radioatividade a partir do cogumelo atômico bloqueia os raios solares ,
causando o chamado inverno nuclear, devido a queda de temperatura nos dias
seguintes.
- Fusão Nuclear:
É o nome dado a união de núcleos menores em
um núcleo maior , com grande liberação de energia.
2 + H2  He3+ n1 + energia
H
1
1
2
0
É através desse processo que as estrelas emitem energia , o calor que
aquece nosso planeta e fornece energia a todo sistema vivo vem desta reação!!!
- Cinética das emissões radioativas:
Período de meia vida ou período de semidesintegração (t1/2 ou P) é o tempo
necessário para que metade do número de átomos de um determinado isótopo radioativo
de uma amostra de desintegre.
A massa do material radioativo restante é dada por:
Onde:
X → nº de meias-vidas que se passaram.
m → massa final da amostra
m0 → massa inicial da amostra
Para se determinar o tempo de desintegração basta analisarmos quantas meia
vidas se passaram.
t = x.P
Exemplo: O césio-137 possui meia-vida de 30 anos. Se tivermos 12 g desse elemento,
após quanto tempo essa massa será reduzida para 0,75 g?
P
P
P
P
12g  6g  3g  1,5g  0,75g
t = x . P  t = 4. 30 = 120 anos
OU
t = x . P  t = 4. 30 = 120 anos
X=4
Representando graficamente a diminuição do
número de átomos radioativos (devido à
desintegração) em função do tempo, obtemos uma
curva exponencial chamada curva de decaimento
radioativo.
Energia Nuclear
Vantagens:
- não contribui para o efeito de estufa (principal);
- não polui o ar com gases de enxofre, nitrogénio, particulados, etc.;
- não utiliza grandes áreas de terreno: a central requer pequenos espaços para sua
instalação;
- não depende da sazonalidade climática (nem das chuvas, nem dos ventos);
- pouco ou quase nenhum impacto sobre a biosfera;
- grande disponibilidade de combustível;
- é a fonte mais concentrada de geração de energia
- a quantidade de resíduos radioativos gerados é extremamente pequena e compacta;
- a tecnologia do processo é bastante conhecida;
- o risco de transporte do combustível é significativamente menor quando comparado
ao gás e ao óleo das termoelétricas;
- não necessita de armazenamento da energia produzida em baterias;
Desvantagens:
- necessidade de armazenar o resíduo nuclear em locais isolados e
protegidos*;
- necessidade de isolar a central após o seu encerramento;
- é mais cara quando comparada às demais fontes de energia;
- os resíduos produzidos emitem radiatividade durante muitos anos;
- dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em
questões de localização e segurança;
- pode interferir com ecossistemas;
- grande risco de acidente na central nuclear.
- Problemas ambientais, devido ao aquecimento de ecossistemas
aquáticos pela água de resfriamento dos reatores.