Física Nuclear

Nota: 7,5
- Texto repetido
- Conceituação branda
Física Nuclear
Alunas: Leticia Berti, Heloisa Gomes, Joana Steiner, Ana Beatriz, Erica
Vitali
Turma: 3001
1 – Introdução …............................................................................ Pág. 01
2 – Conceito ...................................................................................Pág. 02
3 – Suas Principais Utilidades ....................................................... Pág. 03/04
4 – Contexto histórico durante sua descoberta ............................. Pág. 05/06
5 – Principais cientistas que influenciaram no descobrimento........Pág. 06
6 – Descoberta da Radioatividade...................................................Pag.07/08
7 – A Radioatividade........................................................................Pag.09/10
8 - Aplicações da Radioatividade.....................................................Pag.11
9 – Fontes.........................................................................................Pag.12
- Introdução
Nesse trabalho abordaremos o assunto da física nuclear, seus
conceitos e afins, explicaremos seu contexto, como foram suas
experiências e quem as aplicou, tenha uma ótima leitura...
Pag. 01
- Conceito
Física Nuclear é a área da física que estuda as propriedades e
interações dos núcleos atômicos, assim como os mecanismos básicos das
reações nucleares com nêutrons e outros núcleos. Ela estuda tudo o que
está diretamente relacionado à investigação do surgimento do universo,
sua evolução e estrutura. O objetivo primordial da Física Nuclear é
desenvolver uma teoria completa e preditiva dos núcleos complexos.
Existem várias forças na física, que podem ser classificados em quatro
grupos, sendo dois deles parte da física nuclear.
Força nuclear fraca: A força nuclear fraca segundo o site infoescola.com
são forças não redutíveis a qualquer outra e que regulam o modo como a
matéria interage entre si, representada pelo decaimento radioativo. Ao
contrário da força nuclear forte, também afeta os léptons (partículas
quânticas que formam os elétrons, múons, taus e neutrinos).
http://www.infoescola.com/fisica/quarks/
O conceito está muito pouco explorado...
Pag. 02
- Aplicações e Exemplificações de Conceito
Os princípios da Física Nuclear são aplicados principalmente no
desenvolvimento do Raio x, tratamento de câncer, armamento, bombas
nucleares e energia elétrica e usinas nucleares.
Uma das aplicações mais conhecidas da Física Nuclear é na
tecnologia de Armas Nucleares, como as Bombas Atômicas, que liberam
grande quantidade de energia a partir de quantidades relativamente
pequenas de matéria.
A Física Nuclear tem sido de grande importância também para o
desenvolvimento de feixes radioativos de alta qualidade e do
aprimoramento dos campos de Ressonância Magnética e da chamada
Medicina Nuclear, que permite observar o estado fisiológico dos tecidos
de forma não invasiva, através da marcação de moléculas participantes
nesses processos fisiológicos com isótopos radioativos. Estes, denunciam
sua localização por emitirem radiação. A detecção localizada de muitos
fótons gama com uma câmara gama permite formar imagens ou filmes que
informem acerca do estado funcional dos órgãos.
As usinas de energia nucleares são alvos históricos de protestos
ambientalistas. Apesar de ser tratada ainda como um tabu, por produzir
quantidades relativamente grandes de lixo radioativo, a energia nuclear
pode ser a salvação para o aquecimento global e para controlar o efeito
estufa, já que “a única forma de energia imediatamente acessível que não
gera aumento de temperatura é a nuclear” como já disse um dos maiores
ecologistas da contemporaneidade, James Lovelock.
O estudo da Física Nuclear é importantíssimo para o desenvolvimento
de tecnologias e aprimoramento do conhecimento básico da física e até
mesmo de outras áreas da ciência.
Pag. 03
James Lovelock
Lovelock nasceu na cidade jardim de Letchworth (Letchworth
Garden City), Hertfordshire.Após estudar química e matemática na
University of Manchester obteve um cargo no Medical Research Council
do Institute for Medical Research em Londres.
Em 2004 Lovelock surpreendeu ambientalistas ao afirmar que "só a
energia nuclear pode deter o aquecimento global". Para ele, apenas a
energia nuclear é uma alternativa realista aos combustíveis fósseis para
suprir a enorme necessidade de energia da humanidade, sem aumentar a
emissão de gases causadores do efeito estufa.
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- Contexto Histórico
só o primeiro parágrafo com
recuo ?
Foi na Inglaterra, que Rutherford estudou as radiações de Urânio em
pesquisas feitas em colaboração com Fredrick Soddy. Em 1902, eles
distinguem os raios alfa e beta, e desenvolveram a teoria das
desintegrações radioativas espontâneas. Em 1907, Rutherford criou a
hipótese de que a radiatividade não se tratava de algo comum a todos os
átomos, mas somente de uma certa categoria. Esses estudos levaram a
criação do livro Radiatividade, marco na história do progresso científico.
Rutherford recebeu o Nobel de Química de 1908, por suas investigações
sobre a desintegração dos elementos e a química das substâncias
radioativas.
Trabalhando junto com Hans Geiger e Thomas Royds, ele esclareceu a
natureza da radiação alfa. Após comprovar que ela é formada por
partículas com o dobro da carga elétrica de um elétron, em 1907,
Rutherford e seus colegas fizeram um experimento no qual as partículas
alfa foram acumuladas em um tubo de vidro evacuado. Ao passar uma
corrente elétrica pelo tubo, observaram o espectro do gás hélio, provando
que as partículas alfa eram, na verdade, átomos de hélio ionizados, que
mais tarde foram identificados como núcleos de hélio.
Segundo a Wikipédia, sob a direção de Rutherford, em 1909 Hans Geiger
e Ernest Marsden realizaram o famoso Experimento de Rutherford, o qual
demonstrou a natureza nuclear dos átomos através da deflexão de
partículas alfa atravessando uma fina folha de ouro. Nesse experimento,
Rutherford pediu a Geiger e Marsden que procurassem por partículas alfa
defletidas por ângulos muito grandes, algo que não seria esperado dadas
as teorias atômicas da época. Embora raras, tais deflexões foram de fato
observadas. Rutherford foi levado em 1911 a formular o modelo atômico
que leva seu nome - no qual concebeu o átomo como constituído de um
núcleo minúsculo de carga positiva, contendo quase toda a massa do
átomo, e orbitado por elétrons. Sob sua direção, em 1909, Hans Geiger
Em 1919 Rutherford se tornou a primeira pessoa a transformar um
elemento em outro. Bombardeando nitrogênio puro com radiação alfa, ele
foi capaz de converter núcleos de nitrogênio em oxigênio.
Pag. 05
Nos produtos dessa reação nuclear, identificou partículas idênticas
a núcleos de hidrogênio, demonstrando que estes eram partes
constituintes do núcleo de nitrogênio - e, por inferência, provavelmente de
outros núcleos também. Por conta dessas considerações, em 1920
Rutherford postulou então que o núcleo de hidrogênio deveria ser uma
partícula fundamental, que ele denominou próton, a qual seria o elemento
constituinte de todos os demais núcleos. Tais fatos levaram a que
Rutherford fosse considerado como o fundador da Física Nuclear.
aqui alguns conceitos ficaram melhor explicados que na seção de
Conceitos
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- A Descoberta Da Radioatividade
Foi na Inglaterra, que Rutherford estudou as radiações de Urânio em
pesquisas feitas em colaboração com Fredrick Soddy. Em 1902, eles
distinguem os raios alfa e beta, e desenvolveram a teoria das
desintegrações radioativas espontâneas. Em 1907, Rutherford criou a
hipótese de que a radiatividade não se tratava de algo comum a todos os
átomos, mas somente de uma certa categoria. Esses estudos levaram a
criação do livro Radiatividade, marco na história do progresso científico.
Rutherford recebeu o Nobel de Química de 1908, por suas
investigações sobre a desintegração dos elementos e a química das
substâncias radioativas.
Trabalhando junto com Hans Geiger e Thomas Royds, ele
esclareceu a natureza da radiação alfa. Após comprovar que ela é formada
por partículas com o dobro da carga elétrica de um elétron, em 1907,
Rutherford e seus colegas fizeram um experimento no qual as partículas
alfa foram acumuladas em um tubo de vidro evacuado. Ao passar uma
corrente elétrica pelo tubo, observaram o espectro do gás hélio, provando
que as partículas alfa eram, na verdade, átomos de hélio ionizados, que
mais tarde foram identificados como núcleos de hélio.
Segundo a Wikipédia, sob a direção de Rutherford, em 1909 Hans
Geiger e Ernest Marsden realizaram o famoso Experimento de Rutherford,
o qual demonstrou a natureza nuclear dos átomos através da deflexão de
partículas alfa atravessando uma fina folha de ouro. Nesse experimento,
Rutherford pediu a Geiger e Marsden que procurassem por partículas alfa
defletidas por ângulos muito grandes, algo que não seria esperado dadas
as teorias atômicas da época. Embora raras, tais deflexões foram de fato
observadas. Rutherford foi levado em 1911 a formular o modelo atômico
que leva seu nome - no qual concebeu o átomo como constituído de um
núcleo minúsculo de carga positiva, contendo quase toda a massa do
átomo, e orbitado por elétrons. Sob sua direção, em 1909, Hans Geiger
Em 1919 Rutherford se tornou a primeira pessoa a transformar um
elemento em outro. Bombardeando nitrogênio puro com radiação alfa, ele
foi capaz de converter núcleos de nitrogênio em oxigênio.
Pag. 07
Nos produtos dessa reação nuclear, identificou partículas idênticas
a núcleos de hidrogênio, demonstrando que estes eram partes
constituintes do núcleo de nitrogênio - e, por inferência, provavelmente de
outros núcleos também. Por conta dessas considerações, em 1920
Rutherford postulou então que o núcleo de hidrogênio deveria ser uma
partícula fundamental, que ele denominou próton, a qual seria o elemento
constituinte de todos os demais núcleos. Tais fatos levaram a que
Rutherford fosse considerado como o fundador da Física Nuclear.[2]
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- A Radioatividade
A radioatividade é a capacidade que alguns elementos fisicamente
instáveis possuem de emitir energia sob forma de partículas ou radiação
eletromagnética. Antes de ser descoberta, predominava a ideia de que os
átomos eram as menores partículas da matéria. Com a chegada da
radiação entre os cientistas, constataram a existência de partículas ainda
menores que o átomo, tais como: próton, nêutron, elétron. A radioatividade
geralmente provém de isótopos como urânio-235, césio-137, cobalto-60,
tório-232, que são fisicamente instáveis e radioativos, possuindo uma
constante e lenta desintegração. Tais isótopos liberam energia através de
ondas eletromagnéticas (raio gama) ou partículas subatômicas em alta
velocidade: é o que chamamos de radiação. (conceito de radioatividade
extraído do site http://brasilescola.uol.com.br/quimica/radioatividade.htm)
Em 1899, o físico inglês Rutherford identificou a natureza de dois
tipos de radiações emitidas por elementos naturais: as partículas alfas (α)
e as partículas betas (β). O físico francês Villard descobriu um terceiro tipo
de radiação, denominada raios gama (y)
Foi comprovado que um núcleo com excesso de partículas ou
cargas, como o Urânio, tente a se estabilizar, emitindo partículas.
(http://www.ebah.com.br/content/ABAAABX94AA/radioatividadesuas-aplicacoes)
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As emissões radioativas provocam transformações na estrutura do
átomo original, essas mudanças foram estudadas por Ernest Rutherford e
Frederick Soddy.
Leis da radioatividade
1ª Lei da radioatividade ou 1 lei Soddy
- quando um átomo emite uma partícula alfa, seu número atômico
(Z) diminui de duas unidades e sua massa atômica (A) de quatro unidades
2ª Lei da Radioatividade ou 2ª Lei de Soddy
-quando um átomo emite uma partícula beta, seu número atômico
(Z) aumenta de uma unidade e o seu número de massa (A) praticamente
não se altera.
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- Aplicações da Radioatividade
A radioatividade possui uma grande importância para a medicina,
usada desde diagnósticos até o tratamento da doença, radioterapia, raiox, também é aplicada na agricultura, indústria, produção de energia.
Porém seu uso pode ser também muito prejudicial
As partículas alfa (α) são praticamente inofencivas em relação as
outras pois tem a massa e carga elétrica maior, sendo mais fácil de deter.
Não conseguem ultrapassar as camadas externas de células mortas da
pele de uma pessoa, contudo podem penetrar no organismo através de
um ferimento ou por aspiração, provocando graves lesões.
As partículas beta (β). São capazes de penetrar cerca de um
centímetro nos tecidos, causando danos à pele, mas não aos órgãos
internos.
Raios gama (y) são extremamente perigosas, podendo atravessar o
corpo humano, sendo detidos somente por uma parede grossa de
concreto ou metal. Suas radiações se assemelham aos Raios X.
Esse tipo de material vem sendo cada vez mais usado pelo homem,
aumentando o risco de exposição e de acidantes com materiais
radioativos.
Um dos mais famosos foi o desastre na usina nuclear em Chernobil,
Ucrania. Foi considerado o pior acidente nuclear da historia envolvendo
muitas mortes. No local do acidente, ainda há muita radiação exposta e a
cidade está abandonada pelos problemas que essa energia pode causar
nas pessoas.
Pag. 11
- Fontes
http://www.publicacoes.uerj.br/index.php/polemica/article/view/3097
/2218
https://pt.wikipedia.org/wiki/Antoine_Henri_Becquerel
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/radioatividade.htm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Acidente_nuclear_de_Chernobil
Pag. 12