a radioativiade na medicina diagnÓstico de doenÇas: 131 i: tireóide. 32 p : tumores dos olhos e...
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A RADIOATIVIADE NA MEDICINA
DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS:
131I : Tireóide.
32P : Tumores dos olhos e câncer de pele.
197Hg : Tumores cerebrais.
24Na : Obstruções do sistema circulatório.
TRATAMENTO DE DOENÇAS:
60Co : câncer.
131I : câncer na tireóide.
Por meio da irradiação, carnes e frutas
podem ser esterilizados
(ficando livres de fungos e bactérias)
ou ser conservados por um tempo
mais prolongado
A RADIOATIVIADE NA AGRICULTURA
A RADIOATIVIDADE NA
ARQUEOLOGIA E GEOLOGIAOs três métodos mais comuns de
DATAÇÃO
são os baseados nas seguintes
desintegrações:238
U 206 Pbpara : usado na datação de rochas.
40K 40 Arpara : usado na datação de rochas.
14C
14Npara : usado na datação de fósseis.
A RADIOATIVIDADE FONTE DE ENERGIA
REATOR NUCLEAR:
É um dispositivo que permite controlar o
processo de fissão nuclear
A energia liberada durante o processo é
usada para transformar água
líquida em vapor, que faz girar uma
turbina, gerando energia elétrica
ARMAZENAMENTO DO LIXO NUCLEAR
ARMAS NUCLEARES
É a propriedade que os núcleos
instáveis possuem de emitir
partículas e radiações
eletromagnéticas,
para se tornarem estáveis
A radioatividade natural ocorre,
geralmente, com os
átomos de números atômicos
maiores que 82
A reação que ocorre nestas
condições, isto é, alterando o núcleo
do átomo chama-se
REAÇÃO NUCLEAR
As emissões radioativas
não são afetadas pelas
variações de temperatura,
pressão,
estado físico, etc
As emissões radioativas
naturais quando são
submetidas a um
campo magnético ou elétrico
sofre uma subdivisão em
três tipos bem distintos
++ + + + + + + + +
– – – – – – – – – –
materialradioativo
bloco dechumbo
campo magnético
campo magnético
placa fluorescente
emissão beta
emissão gama
emissão alfa
()
São partículas constituídas
por 2 PRÓTONS e 2
NÊUTRONS,
que são jogados, em alta
velocidade, para fora de um
núcleo instável
As partículas alfa possuem
carga elétrica + 2,
devido aos prótons, e
massa igual a 4
2
4
Em 1911, Frederick Soddy enunciou a
1ª LEI DA RADIOATIVIDADE
“Quando um núcleo emite
uma partícula alfa, seu
número atômico
diminui de duas unidades e seu número
de massa
diminui de quatro unidades”
Observe que a equação nuclear
mantém um balanço de massas e de
cargas elétricas nucleares
U Th+2
4
90
235
92
231
São constituídas por
ELÉTRONS
atirados, em altíssima velocidade,
para fora de um núcleo instável
– 1
0
Como não existe elétron no núcleo,
ele é formado a partir de um nêutron
de acordo com o esquema:
O próton permanece no núcleo;
o elétron e o neutrino são atirados
para fora do núcleo
nêutron próton + elétron + neutrino
n1 e+p0
1
+1
0
– 1+
0
0
Soddy, Fajans, Russell enunciaram a
2ª LEI DA RADIOATIVIDADE
“Quando um núcleo emite uma
partícula beta, seu número atômico
aumenta de uma unidade e
seu número de massa
permanece inalterado”
Bi Po84
210
83
210
– 1
0+
Observe que a equação nuclear
mantém um balanço de massas e de
cargas elétricas nucleares
As emissões gama
são ondas eletromagnéticas
semelhantes à luz
0
0
01)(Covest-2004)O núcleo atômico de alguns elementos é bastante instável e sofre processos radioativos para remover sua instabilidade. Sobre os três tipos de radiação , e , podemos dizer que:
Ao emitir radiação ,um núcleo tem seu número
de massa aumentado.
0 0
1 1 Ao emitir radiação , um núcleo tem seu númerode massa inalterado.
2 2 A radiação é constituída por núcleos de átomos de hélio
3 Ao emitir radiação , um núcleo não sofrealteração em sua massa.
3
Ao emitir radiação , um núcleo tem seu número atômico aumentado em uma unidade.
4 4
02) Quando um átomo emite uma partícula alfa e, em seguida, duas partículas beta, os átomos inicial e final:
a) Têm o mesmo número de massa.b) São isótopos radioativos.c) Não ocupam o mesmo lugar na tabela periódica.d) Possuem números atômicos diferentes.e) São isóbaros radioativos.
AY X
Z2+ +– 1
0 2
4
Z’
A’
A = 4 + A’
Z = 2 – 2 + Z’
Z = Z’
Têm mesmo número atômico e diferentes números de massa,
então, são ISÓTOPOS
03) Ao se desintegrar, o átomo Rn emite 3 partículas
alfa e 4 partículas beta. O nº atômico e o nº de
massa do átomo final são, respectivamente:
86
222
a) 84 e 210.b) 210 e 84.c) 82 e 210.d) 210 e 82.e) 86 e 208.
3222
Rn X86
4+ +– 1
0 2
4
Z
A
86 = 3 x 2 + 4 x (– 1) + Z
Z = 86 – 2
Z = 84
86 = 6 – 4 + Z
222 = 3 x 4 + 4 x 0 + A
222 = 12 + A
222 – 12 = A
A = 210
04) Na transformação U em Pb, quantas partículas
alfa e quantas partículas beta foram emitidas por
átomo de urânio inicial?
92
238
82
206
a) 8 e 6.b) 6 e 8.c) 4 e 0.d) 0 e 4.e) 8 e 8. 82
206x
238U Pb
92y+ +
– 1
0 2
4
238 = 4 x x + 206
4 x x = 238 – 206
4 x x = 32
x = 32 : 4
x = 8 partículas alfa
92 = 2 x 8 – y + 82
92 = 16 – y + 82
y = 98 – 92
y = 6 partículas beta
05) Na família radioativa natural do tório, parte-se do tório,
Th , e chega-se no Pb. Os números de partículas
alfa e beta emitidas no processo são, respectivamente:90
232
82
208
a) 1 e 1.
b) 4 e 6.
c) 6 e 4.
d) 12 e 16.
e) 16 e 12.
82
208x
232Th Pb
90y+ +
– 1
0 2
4
232 = 4 x x + 208
4 x x = 232 – 208
4 x x = 24
x = 24 : 4
x = 6 partículas alfa
90 = 2 x 6 – y + 82
90 = 12 – y + 82
y = 94 – 90
y = 4 partículas beta
06) (UFF-RJ) Dada a série do urânio abaixo representada, assinale
a alternativa que apresenta, respectivamente, o número de
nêutrons, prótons e elétrons emitidos na desintegração de um
núcleo de U até Pb.92
238
82
206
a) 32, 32 e 10.
b) 16, 16 e 6.
c) 10,10 e 5.
d) 8, 8 e 6.
e) 8, 8 e 5.
82
206x
238U Pb
92y+ +
– 1
0 2
4
238 = 4 x x + 206
4 x x = 238 – 206
4 x x = 32
x = 32 : 4
x = 8 partículas alfa
92 = 2 x 8 – y + 82
92 = 16 – y + 82
y = 98 – 82
y = 6 partículas beta
NÊUTRONS
8 x 2 = 16
PRÓTONS
8 x 2 = 16
ELÉTRONS
6 x 1 = 6
O poder de ionização das emissões
se encontra na seguinte
ordem crescente:
< <
FOLHA DE
PAPEL2 mm de
CHUMBO6 cm de
CHUMBO
<<
01) Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suas respectivas características:
1. alfa. 2. beta. 3. gama. Possui alto poder de penetração, podendo causardanos irreparáveis ao ser humano. 3
2
3
1
São partículas leves, com carga elétrica negativae massa desprezível
São ondas eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa.
São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras leves.
A seqüência correta, de cima para baixo, é:a) 1, 2, 3, 2.b) 2, 1, 2, 3.c) 1, 3, 1, 2.d) 3, 2, 3, 1.e) 3, 1, 2, 1.
É o conjunto de elementos que têm origem na
emissão de partículas alfa e beta, resultando,
como elemento final, um isótopo estável do
chumbo
SÉRIES RADIOATIVAS
NOME DA SÉRIE 1º ELEMENTO ÚLTIMO ELEMENTO
Existem três séries radioativas naturais
e uma artificial
Nº DE MASSA
TÓRIO
URÂNIO
ACTÍNIO
NETÚNIO
Th Pb232
90 82
2084n
4n + 1
4n + 2
4n + 3
U Pb92
238 206
82
U Pb92
235 207
82
Np Bi93
237 209
83
Th90
232
Ra88
228
Ac89
228Th90
228
Ra88
224
Rn86
220
Po84
216
Pb82
212
Bi83
212Po84
212
Pb82
208
78
80
82
84
86
88
90
92
Np93
237
Pa91
233
U92
233
Th90
229
Ra88
225
Ac89
225
Fr87
221
At85
217
Bi83
213
Po84
213
Pb82
209
Bi83
209
94
80
82
84
86
88
90
92
78
80
82
84
86
88
90
92
U92
238
Th90
234
Pa91
234U
92
234
Th90
230
Ra88
226
Rn86
222
Po84
218
At85
218
Bi83
214
Po84
214
Pb82
210
Pa83
210
Po84
210
Pb82
206
78
80
82
84
86
88
90
92
U92
235
Th90
231
Pa91
231
Ac89
227
Th90
227
Ra88
223
Rn86
219
Po84
215
At85
215
Bi83
211
Po84
211
Pb82
207
Podemos identificar a série radioativa
de um nuclídeo através das expressões:
O número de massa (A) dos elementos desta
série é representado pela expressão:
A = 4 x nRa
236236 4 59: = com resto zero, isto é,
236 = 4 x 59
O número de massa (A) dos elementos desta
série é representado pela expressão:
A = 4 x n + 2
Th234
234 4 58: = com resto 2, isto é,
234 = 4 x 58 + 2
O número de massa (A) dos elementos desta
série é representado pela expressão:
A = 4 x n + 3
Pa234
231 4 57: = com resto 3, isto é,
231 = 4 x 57 + 3
É o tempo necessário para que a
quantidade de uma amostra radioativa
seja reduzida à metade
mo mom =
x
P
2
P
mo
4
P
mo
8
P ...mo
16
mo
2
t = x . P
01) Uma substância radiativa tem meia-vida de 8h. Partindo de 100 g do material radiativo, que massa da substância radiativa restará após 32 h?
a) 32 g.
b) 6,25 g.
c) 12,5 g.
d) 25 g.
e) 50 g.
m 0 = 100g
t = 32 h
P = 8 h
m = ?
m =x
mo
2
t = x . P
x = t : P
100
x = 32 : 8x = 4
4=
16
100= 6,25g
100g8 h
50g8 h
25g8 h
12,5g8 h
6,25g
outro modo de fazer
02) O iodo 125, variedade radioativa do iodo com aplicações medicinais, tem meia-vida de 60 dias. Quantos gramas do iodo 125 irão restar, após 6 meses, a partir de uma amostra contendo 2,0g do radioisótopo?
a) 1,50g.
b) 0,75g.
c) 0,66g.
d) 0,25g.
e) 0,10g.
m 0 = 2,0 g
t = 6 meses
P = 60 diasm = ?
= 2 meses
=P
t= 3 meias-vidasx
m =x
mo
2
2
3=
8
2= 0,25g
6
2
03) Um elemento radiativo tem um isótopo cuja meia – vida é 250 anos. Que percentagem da amostra inicial, deste isótopo, existirá depois de 1000 anos?
a) 25%.
b) 12,5%.
c) 1,25%.
d) 6,25%.
e) 4%.
m 0 = 100%
t = 1000 anos
P = 250 anosm = ?
=P
t= 4 meias-vidasx
m =x
mo
2
250
4=
16
100= 6,25%
1000
100
Verifica-se que o
PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO
ou
MEIA-VIDA
é aproximadamente 70% da VIDA MÉDIA do
respectivo isótopo radioativo
01) Qual a vida – média dos átomos de uma
amostra radioativa, sabendo que, em 63 h de
de desintegração, 40g dessa amostra se reduzem
a 5g?
a) 21 h.
b) 15 h.
c) 7 h.
d) 30 h.
e) 63 h.
m 0 = 40g
t = 63 h
P =
m = 5gVM = ?
40g 20g 10g 5gPPP
x = 3 meias-vidas
t
x3
6321 h
P = 0,7 x VM
=
21 = 0,7 x VM
VM =21
0,7= 30 h
O lançamento de partículas
contra o núcleo de um átomo, realizado em
condições controladas de laboratório,
transforma um átomo em outro
Esta transformação recebe o nome de
TRANSMUTAÇÃO ARTIFICIAL
N O2 2 42
+ + p 11
É a divisão de um núcleo
em dois núcleos menores, com a liberação de
uma quantidade
de energia muito grande
Uma fissão nuclear importante é reação que
explica o princípio de funcionamento da
bomba atômica
U Krn Ba+ +92
235
56
140
36
93
01 n+
013
01) (Covest – 98) Uma das mais famosas reações nucleares é a fissão do urânio usada na bomba atômica:
U Xn Ba+ +92
235
56
139
Z
A
01 n+
013
Qual o valor do número atômico do elemento X,nesta reação?
92 + Z56= –Z = 92 56
Z = 36
02) Na reação de fissão:
U .......n Rb+ +92
235
37
90
Cea)
01 n+
012
O produto que está faltando é o:
b)
c)
d)
e)
La
Sm
Eu
Cs
144
58146
57
160
62157
63
144
55
XZ
A
+ +235 901 + 2A=
–236 92 = 144A= A
+92 37 Z=
–92 37 Z= = 55Z
É a junção de núcleos atômicos produzindo um
núcleo maior,
com liberação de uma
grande quantidade de energia
Este processo ocorre no sol, onde núcleos de
hidrogênio leve se fundem,
formando núcleos de hélio, com liberação de grande
quantidade de energia
1 HeH1
energia+4 24
+10 +2
01) Na reação de fusão nuclear representada por:
1 nH3
+
4
01
+1 H2
E
Ocorre liberação de um nêutron (n). A espécie Edeve ser:
a) 2 prótons e 2 nêutrons.
b) 2 prótons e 3 nêutrons.
c) 2 prótons e 5 nêutrons.
d) 2 prótons e 3 elétrons.
e) 4 prótons e 3 elétrons.
+2 3 + 1A=
A = 5 – 1
A = 4
+1 1 Z=
Z = 2
E2
2 prótonsN = 4 – 2 = 2 nêutrons
02) (Covest – 2006) Os elementos químicos, em sua maioria, foram, sintetizados através de processos nucleares que ocorrem em estrelas. Um exemplo está mostrado na seqüência de reações abaixo:
He4
+He4
I ) Be8
He3
+Be8
II ) C12 +
Destas reações, podemos afirmar que:
1) São reações de fissão nuclear.
2) Na reação (II), deveria estar escrito He no
lugar de He.
3) He e He são isótopos.Está(ão) correta(s):a) 1, 2 e 3b) 1 apenasc) 3 apenasd) 1 e 2 apenase) 2 e 3 apenas
4
4
3
8
3
As reações produzem núcleos maioresque os iniciais, então, é uma FUSÃO
F
+ 3 = 12 + 0se 4
V
São átomos de mesmo elementoquímico e diferentes números demassa, então são ISÓTOPOS
V
03) Na determinação da idade de objetos que fizeram parte de organismos vivos, utiliza-se o radioisótopo C, cuja meia-vida é em torno de 5700 anos. Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação possuíam C radioativo em quantidade de 6,25% daquela dos animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade aproximada de:
14
14
a) 5700 anos.
b) 11400 anos.
c) 17100 anos.
d) 22800 anos.
e) 28500 anos.
100%
50%
25% 12,5% 6,25%5700 a
x 5700
5700 a
5700 a
5700 a
t = x P4
22800 anost =
04) O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera grande quantidade de Sr radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser este isótopo a única contaminação radioativa e que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade Sr se reduzir, por desintegração a 1/16 da quantidade inicialmente presente, o local poderá ser habitado novamente a partir do ano de:
3890
3890
a) 2014.
b) 2098.
c) 2266.
d) 2986.
e) 3000.
mo
2
mo
28 anos
x 2828 anos
28 anos
t = x P4
112 anost =
mo
4
28 anos
mo
8
mo
16
Será habitado em:
1986 + 112 = 2098