Bomba Atômica

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“Radioatividade”
Profa. Núria Galacini
Radioatividade
Breve Histórico:
 1896: Antoine-Henri Becquerel percebeu que
um sal de urânio sensibilizava o negativo de
um filme fotográfico, recoberto por papel
preto ou por uma fina lâmina de metal. As
radiações
emitidas
apresentavam
propriedades semelhantes à dos raios X, e foi
denominada radioatividade.
 1897: Marie Sklodowska Curie demonstrou
que a intensidade da radiação é proporcional
à quantidade de urânio na amostra e concluiu
que a radioatividade é um fenômeno atômico.
Radioatividade
Breve Histórico:
 1897: Ernest Rutherford criou uma aparelhagem para
estudar a ação de um campo eletromagnético sobre as
radiações:
Radioatividade
partículas: possuem massa
e/ou carga
radiação: não possui massa
e nem carga
Radioatividade
Leis da Radioatividade
Primeira lei: a emissão de partícula alfa (α)
O átomo de um elemento radioativo, ao emitir uma partícula α,
dá origem a um novo elemento que apresenta n° de massa (A)
com 4 unidades a menos e n° atômico (Z) com 2 unidades a
menos.
Genericamente, tem-se:
Exemplo:
Leis da Radioatividade
Segunda lei: a emissão de partícula beta (β)
Nessa emissão, um nêutron se decompõe, originando um
próton que permanece no núcleo, um elétron e uma
subpartícula denominada antineutrino. Todos eles são
emitidos:
Se um átomo de um elemento radioativo R emite uma partícula
β (um elétron), dá origem a um novo elemento S com o mesmo
n° de massa (A) e com o n° atômico (Z) uma unidade maior.
Genericamente, tem-se:
Leis da Radioatividade
Segunda lei: a emissão de partícula beta (β)
Exemplo:
Obs.: Como as radiações γ (gama) são ondas
eletromagnéticas, sua emissão não altera nem o n° atômico
nem o n° de massa do átomo. Por esse motivo, sua emissão
não costuma ser representada por equações.
Cinética das desintegrações radioativas
Tempo de meia-vida ou período de semi-desintegração
(P ou t1/2): é o tempo necessário para que a metade dos
núcleos radioativos se desintegre, ou seja, para que uma
amostra radioativa se reduza à metade.
Cinética das desintegrações radioativas
Exemplo: decaimento de uma amostra de 16 g de fósforo32, que se reduz a 8 g em 14 dias, originando o enxofre-16.
Assim sua meia-vida é de 14 dias.
Fissão Nuclear
“Divisão” de um átomo de grande massa atômica, com
grande liberação de energia.
Fissão Nuclear – Bomba Atômica
Em 1945, os Estados Unidos conseguiram obter as massas críticas de
urânio e de plutônio necessárias para produzir a reação em cadeia. Foi
produzida, então, a primeira bomba atômica, detonada em 16 de julho de
1945 no deserto do Novo México. A ideia de apressar o término da Segunda
Guerra Mundial levou o presidente americano Harry Truman a ordenar o
lançamento de bombas atômicas sobre o Japão. Em 6 de agosto do mesmo
ano foi lançada sobre Hiroshima uma bomba atômica de urânio chamada
Littleboy. A bomba detonada sobre Hiroshima tinha 7 quilogramas de urânio235 e um poder destrutivo equivalente a 20 mil toneladas de TNT (20
quiloton), que provocou a morte imediata de aproximadamente 100 mil
pessoas. Três dias depois, foi lançada outra bomba atômica de plutônio
sobre a cidade de Nagasaki, resultando na morte imediata de 20 mil
pessoas.
Fissão Nuclear – Bomba Atômica
A seqüência a seguir mostra os eventos que ocorrem na
explosão de uma bomba atômica:
Fusão Nuclear
Praticamente toda a energia que a Terra recebe do Sol é
produzida num processo denominado fusão nuclear:
Esse processo libera quantidades de energia ainda maiores que a
fissão nuclear. Um grama de hidrogênio, através da fusão, libera
uma quantidade de energia igual à liberada na queima de 20 t de
carvão. A primeira aplicação desse processo pelo ser humano foi
na bomba de hidrogênio.
Uma das possibilidades de uso da fusão nuclear seria em
equipamentos nos quais a reação possa ser controlada,
aproveitando-se a gigantesca quantidade de energia liberada. A
construção desses reatores de fusão nuclear, no entanto,
apresenta uma série de dificuldades. Uma delas é a adequação do
material constituinte do recipiente no qual a fusão deve ocorrer,
pois a temperatura atinge valores muito elevados.
Exercício
(Fuvest – 2010 - adaptado) A proporção do isótopo radioativo do carbono (14C),
com meia-vida de, aproximadamente, 5.700 anos, é constante na atmosfera. Todos
os organismos vivos absorvem tal isótopo por meio de fotossíntese e alimentação.
Após a morte desses organismos, a quantidade incorporada do
14C
começa a
diminuir exponencialmente, por não haver mais absorção.
a) Por que um pedaço de carvão que contenha 25% da quantidade original de14C
não pode ser proveniente de uma árvore do início da era cristã?
b) Por que não é possível fazer a datação de objetos de bronze a partir da avaliação
da quantidade de14C?
Resposta
a) 100%  50%  25%
São dois períodos de meia-vida (ou seja, duas )
5700 anos x 2 períodos = 11400 anos
Portanto, para ser do início da era Cristã, seria necessário que, ao restar 25% da
quantidade inicial, que o carvão tivesse 2010 anos, aproximadamente.
b) A datação de objetos de bronze não é eficaz visto que os materiais são de cobre
e zinco. Para fazer a técnica do
14C,
é necessário ter objetos que contenham
carbono (tecidos, ossos, carcaças, plantas fossilizadas, dentes, etc.)