ENERGIA ENERGIA NUCLEARNUCLEAR

ENERGIA E MEIO AMBIENTEENERGIA E MEIO AMBIENTE

Professor Elder LatosinskiProfessor Elder Latosinski

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Definição de radioatividade A Radioatividade é a emissão espontânea de

partículas e/ou ondas eletromagnéticas de núcleos instáveis de átomos, dando origem a outros núcleos, que podem ser estáveis ou ainda instáveis. Caso o núcleo formado seja ainda instável, ele continuará emitindo partículas e/ou radiações até se transformar num núcleo estável.

Exemplo: urânio–235, o césio–137, o cobalto–60, o tório–232

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Como foi descoberta1895- Rontgen descobriu os raios X.1896 – Bequerel foi encarregado de verificar

a descoberta por Rontgen e acabou descobrindo a radioatividade pela observação da fluorescência de alguns minerais.

1897- Thomson descobriu o elétron.1898- Marie Curie descobriu o polônio e o

rádio devida sua intensa atividade.1899, Rutherford identificou a natureza de

dois tipos distintos de radiação: alfa e beta. E Villard , a radiação gama.

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Como foi descoberta1903- Lernard descreveu o átomo como

sendo constituído por 2 cargas, positivas e negativas, separadas pelo vazio.

1906- Rutheford descobriu os núcleos atômicos e as transmutações; que significa o átomo de um elemento perder corpúsculos para tornar-se átomo de um outro elemento.

A radioatividade ocorre porque as forças de ligações do núcleo são insuficientes para manter suas partículas perfeitamente ligadas.

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iCâmara de Wilson, que permite efetuar um traçado da trajetória das partículas radioativas num gás saturado de vapor de água.

Contador Geiger-Muller que determina o número de partículas radioativas que atravessam certa região do espaço.

Câmaras de ionização que distinguem a passagem das partículas por meio de pulsos de carga elétrica que produzem nos dispositivos de detecção.

Método de Detecção

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DecaimentoÉ a desintegração de um núcleo através da

emissão de energia em forma de partículas ou radiação.

Se o núcleo de um determinado átomo for instável, ele tende a se transformar num outro mais estável.

Decaimento Alfa: ocorre quando um núcleo instável emite uma partícula alfa transformando-se num outro núcleo.

Exemplo : Amerício decaindo num neptúnio

24195Am ==> 237

93Np + 4He 2+

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iDecaimento AlfaAo perder 2 prótons o radionuclídeo X se

transforma no radionuclídeo Y com número atômico igual a (Y = X - 2)

A partícula alfa é a menos penetrante dos três tipos de radiação; podendo ser bloqueada por uma folha de papel, porque perdem muita energia ao arrancar elétrons na sua passagem.

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Decaimento Beta (ß) : As partículas Beta são elétrons emitidos pelo núcleo de um átomo instável.

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Decaimento Beta (ß) :Ao ganhar 1 próton o radionuclídeo X se

transforma no radionuclídeo Y com número atômico igual a (Y = X + 1).

As partículas Beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos, ocasionando danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam ingeridas ou aspiradas. Têm alta velocidade, aproximadamente 270 000 km/s.

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Decaimento Gama Formada por ondas eletromagnéticas; que são

emitidas por núcleos instáveis em seguida à emissão de uma partícula alfa ou beta; se os nuclídeos descendentes estiverem excitados.

Exemplo:Decaimento do Disprósio

 152Dy* ----> 152Dy + raio gama* A massa e o número atômico se preservam

No entanto, pode acontecer de, mesmo com a emissão, o núcleo resultante não eliminar toda a energia de que precisaria para se estabilizar. A emissão de uma onda eletromagnética (radiação gama) ajuda um núcleo instável a se estabilizar.

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Decaimento Gama

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Decaimentos As partículas Alfa, Beta e a radiação Gama possuem

diferentes poderes de penetração, isto é, diferentes capacidades para atravessar os materiais.

Assim como os raios-X os raios gama são extremamente penetrantes, sendo detido somente por uma parede de concreto ou metal (veja a figura a seguir). Têm altíssima velocidade que se igual à velocidade da luz (300 000 km/s).

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Meia-vida dos elementos

Cada elemento radioativo se transmuta a uma velocidade que lhe é característica;liberando uma certa energia.

Meia-vida é o tempo necessário para que a sua atividade radioativa seja reduzida à metade da atividade inicial.Após o primeiro período de meia-vida, somente a metade dos átomos radioativos originais permanecem radioativos.

No segundo período, somente 1/4 , e assim por diante. Alguns elementos possuem meia-vida de frações de segundos. Outros, de bilhões de anos.

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Aplicações da Radioatividade

Hoje ela é usada em diversos campos da atividade humana (medicina, arqueologia, agricultura, indústria).

O rádio que é um elemento resultante do decaimento do urânio; é utilizado na radioterapia.

Rádio: agente destrutor de tumores cancerosos, mas a longa exposição a tal elemento radioativo pode ser fatal.

Através da análise da meia vida de tais elementos radioativos, pode-se prever a idade da Terra.

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Principais AcidentesChernobyl, 26 de abril de 1986;EUA, 28 de março de 1979; Japão, 12 de março de 2011;EUA, agosto de 1979; Japão, janeiro-março de 1981;Rússia, abril de 1993; Japão, março de 1997; Japão, setembro de 1999; Japão, 9 de agosto de 2004;França, 23 de julho de 2008;

http://noticias.uol.com.br/internacional/listas/top-10-os-maiores-acidentes-nucleares.jhtm

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Fissão NuclearFoi descoberto por Otto Hahn e Fritz Strassman, em

1938.

Hahn descobriu que se bombardeasse uma amostra de urânio com nêutrons, era capaz de produzir outro elemento ( lantânio ).

Junto com Fritz Strassman a fissão do urânio foi estudada, e descobriram que quando o urânio é bombardeado por nêutrons se formavam elementos de massa média, como o bário e o lantânio.

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iNa natureza observa-se que os núcleos atômicos de elementos muito pesados (nº Atômico > 92) estão sujeitos a fissão espontânea.

Alguns Núcleos pesados, Urânio e Plutônio, podem sofrer pela captura de nêutrons.

Na fissão do 235U ao capturar um nêutron se divide em dois núcleos, emitindo diversos nêutrons.

Fissão Nuclear

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Fissão Nuclear

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A força de repulsão elétrica provoca a separação dos fragmentos de fissão, com energia que acaba se transformando em energia elétrica.

Portanto podemos dizer que a fissão é a separação de um núcleo pesado ocorrido pela captura de um nêutron.

Fissão Nuclear

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Aplicação da FissãoGeração de energia elétrica por usinas

nucleares;

Na agricultura;

Na medicina;

Na indústria;

No meio ambiente;

Nas guerras.

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Fusão NuclearFusão nuclear é a união de núcleos

pequenos formando núcleos maiores e liberando uma quantidade muito grande de energia.

É razoável afirmar que é o fenômeno mais importante na natureza.

Para ocorrer a fusão é preciso de uma temperatura muito elevada.

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Fusão Nuclear

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Fusão Term. ControladaA primeira na Terra se deu em 31 de out. de

1952, no atol de Eniwetok.

É muito difícil de conseguir uma fonte de fusão continuada e controlada.

Muitos países tentam buscar e viabilizar essa fonte, pois vários especialistas acreditam que o reator de fusão é a energia do futuro.

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O TokamakAcrônimo russo para ‘câmara

magnética toroidal’ , é um aparelho para fusão termonuclear.

As partículas carregadas que constituem o plasma quente ficam confinadas por um campo magnético, no interior de um toro circular.

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Elementos mais usados como fonte de energia

TórioFissão assistida

UrânioAtualmente mais usado

ActínioAltamente radioativo, com radioatividade 150 vezes maior do que o urânio

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iSubstituir outras fontes de energia

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Menospoluente

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iPouco espaço para construção

Usina Nuclear de Angra dos Reis

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Menor quantidade de material

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Desvantagens

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- Desenvolvimento de Armas de Destruição em massa:

- Hiroshima e Nagasaki

- Vazamento nuclear.

Desvantagens

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Funcionamento da Usina

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Funcionamento da Usina