Apresentação do PowerPoint
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Como definir a estabilidade de um átomo? Depende Eletrosfera Núcleo Radioatividade Ligações O que é radioatividade ? Tem alguma ver com radiação ? Radiação eletromagnética Ampla faixa de frequência Modelos atômicos Átomo grego Átomo de Thomson Átomo de Dalton Átomo de Rutherford Radioatividade É um fenômeno pelo qual algumas substâncias ou elementos, chamados radioativos, são capazes de emitir radiações. A Radioatividade está ligada diretamente ao núcleo do átomo, na qual ao final do processo de reação o núcleo sofre alteração. Descoberta da natureza distinta das radiações Entre 1898 e 1900, Ernst Rutherford e Paul Villard descobriram que a emissão radioativa pode ser de 3 tipos. • Radiação • Radiação • Radiação Constituições das radiações 4 2 Partícula alfa Partícula beta Radiação gama 0 1 A emissão de radiação gama por núcleo atômico é normalmente acompanhada por emissões de radiações alfa e beta. 0 1 Pósitron Poder de penetração Efeitos das radiações nucleares • Ionização dos gases • Fluorescência e fosforescência • Produção de reações químicas • Efeitos biológicos Todas as emissões radioativas são perigosas, já que por onde passam, ionizam átomos e moléculas de forma violenta. Mas como definir a estabilidade nuclear ? Entendendo a radioatividade Prótons Núcleo Nêutrons Força Os prótons se repelem eletrostática Força nuclear supera a força de repulsão Os nêutrons também amenizam a força de repulsão Nêutrons demais aglomeram os prótons. Prótons demais provoca repulsão elétrica entre eles. A radioatividade natural ocorre, geralmente, com átomos mais pesados do que o chumbo (de número atômico 82). Nuclídeo é cada espécie diferente de átomo . Radionuclídeo é um nuclídeo radioativo. Reações nucleares São aquelas em que os núcleos dos átomos sofrem alteração. Todas as reações nucleares seguem dois princípios básicos : • Conservação de carga • Conservação do número de massa As reações químicas afetam a eletrosfera do átomo. Já as reações nucleares afetam o núcleo do átomo. Decaimentos radioativos Na emissão da partícula alfa ( 42) - Lei de Soddy 235 92 U Th 231 90 4 2 Na emissão da partícula beta(-1 ß 0) - Lei de Soddy-Fajans-Russel 131 53 I β Xe 0 1 131 54 A emissão da radiação gama () não implica em formação de núcleo diferente do original, é apenas uma forma deste liberar energia Séries radioativas Sequência, que ocorre espontaneamente na natureza, na qual elementos radioativos se transformam uns nos outros, ao longo de uma série de desintegrações, até chegar a um elemento químico estável 238 92 234 91 α 234 U 90Th β Pa 234 92 β α U 234 91 230 90 Pa Th Transmutações nucleares artificiais São reações nucleares provocadas pelo bombardeamento de partículas aos nuclídeo, com produção de um novo elemento químico 14 7 9 4 N O p 4 2 17 8 1 1 Be C n 4 2 12 6 1 0 U 15 n Es 7 238 92 1 0 253 99 0 1 Método de obtenção dos elementos artificiais Fissão nuclear 140 56 Nêutron 1 0 3 n 235 92U 236 92U Instável 93 36 Kr Ba + Energia Esta reação em cadeia libera uma quantidade enorme de energia e é o princípio de funcionamento das bombas atômicas e dos reatores nucleares usados atualmente em usinas para produção de energia elétrica Bomba atômica Usina Nuclear Fissão do urânio Aquecimento da água (vaporização) Ecr (movimento das turbinas) Eelétrica (Lei de Faraday: ) Corrente elétrica Combustível nuclear Urânio enriquecido • 99,3 % de 238 U que não é físsil. Urânio natural • 0,07 % de 235 U que é físsil. O urânio é submetido a um tratamento para aumentar o teor de urânio físsil para cerca de 5 % (usinas) e 98 % (Bombas) Fusão nuclear Fusão nuclear é a junção de núcleos atômicos produzindo um núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Sol Bomba de hidrogênio IRRADIAÇÃO E CONTAMINAÇÃO RADIOATIVA Irradiação é a energia característica emitida por uma fonte radioativa. Contaminação radioativa ocorre quando um objeto ou um ser vivo se impregna com o material radioativo que vazou para o meio ambiente devido à ocorrência de um acidente. Lixo radioativo O tempo de decaimento é igual para todos os nuclídeos? Não Mas como definir um padrão de comparação ? Tempo de meia vida Tempo de meia vida O tempo de meia-vida (t1/2) é o tempo necessário para que metade da massa contida em uma amostra sofra o processo de desintegração tempo massa 0 m0 t1/2 m0/2 2 t1/2 m0/4 3 t1/2 m0/8 m = massa final em uma amostra radioativa. m0 = massa inicial em uma amostra radioativa. x = nº de meias-vidas. 1) A temperatura não interfere na velocidade dos processos radioativos, ou seja, não altera os fenômenos nucleares. 2) A meia-vida, ou período de semidesintegração de um elemento, não depende do número de átomos ou da massa inicial da amostra. 3) A atividade radioativa de uma amostra diminui no decorrer do tempo porque o número de desintegrações diminui. Datação por carbono 14
