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Reações Nucleares

A energia e as partículas emitidas por um núcleo atômico instável costuma genericamente ser chamada de radiação, e os átomos que as emitem são conhecidos como átomos radioativos. Portanto:

Radioatividade é o fenômeno natural pelo qual os núcleos dos átomos de certos elementos emitem radiações espontaneamente de modo a adquirirem estabilidade.

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1) A radioatividade

A radioatividade foi descoberta no final do século XIX pelo francês Henri Becquerel. Ele percebeu que, colocados nas proximidades de um certo sal de urânio, certos objetos deixavam as marcas de seus contornos gravadas em chapas fotográficas, embora elas estivessem envolvidas em um papel preto, fora do alcance da luz.

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Juntamente com Marie Curie e seu marido Pierre Curie, Becquerel concluíram que essas marcas seriam radiações emitidas pelos sais de urânio. Mais tarde, Rutherford contribuiu muito com o estudo da radioatividade, com o experimento a seguir:

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Rutherford utilizou uma amostra radioativa de polônio, alojada no interior de uma cavidade de um bloco de chumbo. A radiação emitida dirigia-se a uma placa coberta de sulfato de zinco, situada enter duas placas, uma positiva, e outra negativa. Nessa experiência, Rutherford observou que:

haviam radiações que sofriam desvios para a placa negativa, e que portanto deveriam possuir carga positiva. Esta radiação foi denominada

haviam radiações que sofriam desvios para a placa positiva, e que portanto deveriam possuir carga negativa. Esta radiação foi denominada

haviam radiações que não sofriam desvio algum, e que portanto não deveria possuir carga alguma. Esta radiação foi chamada

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2) Constituição das radiações:

2.1) Radiação 42

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É uma partícula formada por 2 prótons e 2 nêutrons.

É a radiação de menor poder de penetração.

Lei de Soddy

“Quando um radioisótopo emite uma partícula , há uma diminuição de duas unidades do seu número atômico e de quatro unidades no seu número de massa”.

Esquematicamente:

42A 4

2 + A-4 Z-2B

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2.2) Radiação 0-1

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É uma partícula formada quando um nêutron se decompõem, formando um elétron.

Nêutron próton + elétron + neutrino.

Lembre-se que o núcleo dos átomos não contém elétrons. Estes surgem apenas como conseqüência da transformação acima.

Lei de Soddy-Fajans-Russel

“Quando um radioisótopo emite uma partícula , há um aumento de uma unidade no no atômico e conservação do número de massa”

Esquematicamente:

AZC 0

-1 + AZ+1D

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2.3. Radiação

As radiações não são partículas, mas sim ondas eletromagnéticas emitidas pelo núcleo imediatamente após a saída de partículas ou .Como não possuem carga nem massa, são indicadas: 0

0

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3) Velocidade das desintegrações radioativas

É o número de desintegrações que ocorre em cada unidade de tempo.

Que será definido por:

V = N ou V = Ni - Nf

t t

Onde N é a variação do número de átomos iniciais na amostra subtraído pelo no de átomos finais dividido pelo intervalo de tempo.

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4) Vida média

É a média aritmética dos tempos de vida de todos os átomos existentes desse isótopo.

Vm = 1

k

Onde k é uma constante radioativa ou constante de desintegração.

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5) Meia-vida (ou período de semidesintegração)

É o tempo necessário para que se desintegre a metade dos átomos radioativos existentes em qualquer quantidade desse isótopo

Fig pág 320

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mf = mi ou Nf = Ni

2x 2x

Onde: mf = massa final

mi = massa inicial

x = meias-vidas

Nf = no de átomos ou no de mols finais.

Ni = no de átomos ou no de mols iniciais.

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5) Representação gráfica da meia-vida

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6) Algumas aplicações dos isótopos radioativos

Indústria (para determinar irregularidades nas espessura de uma lâmina de metal, podemos utilizar as radiações ou do cobalto, por exemplo.

O cobalto 60 pode ser usado paraa determinação de irregularidades na espessura de uma lâmina de metal.

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Medicina (auxílio no tratamento de tireóide)

Agricultura (permite verificação da eficácia dos fertilizantes)

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Engenharia ( verifica onde está localizado um vazamento radioativo)

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Arqueologia (determina a idade de objetos arqueológicos)

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7) Fissão e Fusão Nuclear

Fissão nuclear é a fragmentação de um núcleo em partes menores

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Há liberação de grande quantidade de energia. A fissão é o processo que ocorre de maneira incontrolável nas bombas atômicas. Nas usinas nucleares, a fissão é realizada de forma controlada com aproveitamento de energia.

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Fusão nuclear é o processo que ocorre quando núcleos menores se unem formando outras maiores.

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Há liberação de enorme quantidade de energia, mas necessita de temperatura elevadíssima para se iniciar. Este é o processo que ocorre no Sol.