02 aula - lei da desintegração radioativa
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Lei da Desintegração
Radioativa
Prof. Esp. Gustavo Pires
Mundo Subatômico
Prótons e Nêutrons: são
constituídos por partículas
ainda menores chamadas
de quarks.
Mundo Subatômico
Os Prótons e os Nêutrons
são formados por 3
quarks.
Existem 6 quarks e 6
antiquarks.
Cada quark possui uma
carga parcial.
Mundo Subatômico
Para definir o valor da
carga do próton e do
nêutron, basta somar as
cargas parciais.
Por que o Próton é positivo?
Porque a soma das
cargas parciais de cada
quark que constituem o
próton é igual à + 1.
Scarlett Johansson Chris Evans
Mundo Subatômico
Os gluons tem como função mante unidos os quarks para formar os prótons e os nêutrons.
Entre um quark up e um down à uma ligação de gluon, já entre dois quark up é necessário duas ligações, por conta da tendência de repulsão.
Pergunta para refletir!
Os átomos podem ser
divididos?
Os prótons e os nêutrons
podem se dividir?
Núcleo Atômico
Ao observar as quantidades de
núcleos conhecidos, se observa que
existe uma grande quantidade de
nêutrons com relação a de prótons.
Os prótons por terem carga positiva
sofrem repulsão eletrostática, então é
preciso mais espaço entre eles, já que
força eletrostática diminui com o
quadrado da distância.
Núcleo Atômico
Em preto se observa os isótopos estáveis, não radioativos.
Os núcleos radioativos acima da linha de estabilidade, vão emitir radiação do tipo beta.
Abaixo da linha emitem radiação beta +.
Na margem da banda de estabilidade, existiram núcleos emitindo radiação alfa.
Radiação
Pode-se concluir que a radiação
ocorre quando não existe mais
uma relação estável entre a
quantidade de prótons e
nêutrons num núcleo atômico, o
que leva o átomo a buscar o
equilíbrio através da emissão de
radiação.
Decaimento Alfa
Consiste de um núcleo atômico
que para se tornar estável emite
um fragmento dele.
A partícula alfa, que possui 2
prótons e 2 nêutron.
Partícula que se assemelha ao
núcleo de Hélio.
Decaimento Alfa – Hipoteticamente
Um núcleo X que possui 75
prótons e 172 de número de
massa.
Se esse núcleo decair emitindo
radiação alfa, se tornara um
núcleo Y com 73 prótons e 167
de número de massa.
Decaimento Alfa
Decaimento Beta
Para se tonar estável
libera uma partícula beta,
que é um elétron.
“Existe um elétron saindo
de dentro do núcleo
atômico.”
Como um elétron pode sair de dentro do
núcleo???
Ou está saindo do próton
ou do nêutron.
Mas o nêutron não tem
carga elétrica?
O próton tem carga +, de
onde esta saindo a carga
- ?
Calme não se desespere – Lembra dos
Quarks ;-)
Os prótons e os nêutrons são formados por dois tipos de
quarks up e down.
O nêutron tem dois quarks down e um up. O quark down
tem carga – 1/3, e o quark up tem carga + 1/3, um quark
down perde a carga negativa e fica positivo.
Entendendo
Ocorre uma emissão beta
-, decorrente da
transformação de um
nêutron em próton.
88 prótons + 1 próton = 89
prótons.
Existe o decaimento beta +
O Próton libera uma antimatéria o pósitron.
O pósitron é um elétron que possui a mesma massa só
que com carga positiva.
Existe o decaimento beta +
O próton emite um pósitron, o que faz com que um quark up se transforme em um quark down, ou seja, o próton vira um nêutron, nessa transformação além de emitir um pósitron sai também uma partícula chamada neutrino.
Os neutrinos são conhecidos como partículas fantasmas, não tem carga elétrica, possui massa muito pequena e não interagem com a matéria.
Entendendo
Se o Rádio sofresse
decaimento Beta (+) ele
emitiria um pósitron e se
tronaria outro átomo.
se o próton se transforma
em nêutron o número de
prótons diminui para 87.
PET – Tomografia por Emissão de Pósitron
Decaimento gama
Ocorre a emissão de
uma onda
eletromagnética.
Nesse caso o núcleo
não sofre mudança de
número atômico nem
de massa.
Decaimento Gama
Ex. um núcleo X com 137 de
massa e 58 de prótons, decai
emitindo radiação gama, ele
continuara tendo 137 de massa
e 58 de prótons.
Ocorre que ele vai diminuir a
energia do núcleo tornando o
átomo mais estável.
Espectro eletromagnético
Equação
A equação fundamental da
ondulatória mostra que a
velocidade de propagação
de uma onda é diretamente
proporcional ao comprimento
de onda e a frequência.
Max Planck
Descobriu que a energia que uma onda
eletromagnética possui é diretamente
proporcional a sua frequência.
A energia transportada por uma onda
eletromagnética é igual a uma constante
de Planck.
Aplicando a teoria.
Exemplo se a frequência emitida da radiação gama vai
ser 1024Hz . Qual será a quantidade de energia que esse
núcleo atômico está liberando para tentar adquirir a
estabilidade de novo?
h=6,63.10-34J.s ou h= 4,14.10-15eV.s
Tempo de Meia-Vida
Analisando!
Vamos Praticar!
Uma amostra de 500g de Césio – 137, cujo tempo de
meia-vida é de aproximadamente 30 anos, vaza e
contamina o solo em seu torno. Como medida de
emergência todo o solo contaminado é removido e
depositado em um aterro isolado do meio ambiente
após quanto tempo existirá apenas uma massa de césio-
137 igual à 31,25g?
Resolução ;-)
Continua na próxima aula ...