fÍsica nuclear, uma abordagem introdutória para o 9º ano ... · projetos e responsável pela...

FÍSICA NUCLEAR, uma abordagem introdutória para o 9º ano do

Ensino Fundamental (Roda de Leitura e Jogo de tabuleiro)

Edgar Duarte da Silva

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física, no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientadora: Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes.

Araguaína - TO Março - 2018

ii




Orientadora: Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes.

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física

Aprovada por:


iv

Agradecimentos

Em primeiro lugar, venho professar a minha fé e gratidão ao Deus de Abraão, de

Isaac e de Jacó, por tamanha oportunidade e pelas bênçãos derramadas.

Agradeço...

À minha esposa Juracy F. da S. Duarte, pela tolerância nos momentos em que fui

falho para com ela e com nossos filhos, durante a busca pelos meus ideais. Pela

compreensão ou não nas noites de sono mal dormidas e o vazio na cama, durante as

minhas muitas madrugadas de estudo. Pelas muitas correções feitas aos textos deste

trabalho. Por ter sido minha sustentação mesmo sem saber ou querer.

Aos meus filhos que por muitas vezes me deram ânimo para continuar. Ao Deyvid

F. Duarte, pela companhia em muitos dos meus dias de aula e orientação, e também, por

ser um participante direto deste trabalho, como aluno do 9º ano. Ao meu pequeno, Danyel

F. Duarte, que sentado no chão do quarto com seu caderno a punho, copiava minhas

atividades de quântica rascunhadas no quadro branco, para depois mostrar à sua

professora da 2ª série. À minha linda e meiga princesa Dheyne F. Duarte, pelo conforto,

carinho e pelos muitos sorrisos, mesmo não tendo entendimento do mundo, mas servindo

como inspiração e motivação.

À minha irmã Cleusa D. da Silva, pelo apoio e pelos livros impressos sempre que

preciso.

Aos meus pais Adauto P. da Silva e Maria A. Duarte, pela criação e educação

que a mim puderam dar e, mesmo agora pela força e incentivo.

Á professora Dra. Erica C. Gomes, que aceitou o desafio de ser minha

orientadora, pela paciência e instrução em todos os momentos durante o curso do

mestrado e na elaboração do Produto Educacional e desta dissertação.

Aos meus colegas de mestrado pela ajuda e parceria durante as disciplinas, nos

grupos de estudo aos domingos e feriados, nos trabalhos em grupo e no vínculo da

amizade. São eles: Eli (que não pode ir conosco até o fim), Luiz, Alana, Antônio X, Joni,

Valmir, Donaldo, Sue, Marcelo e Ageu.

Ao meu diretor, diretor do Colégio Pré-Universitário de Araguaína, Jaldo C. de

Arruda, pela parceria e credibilidade. Pelo apoio em todos os momentos incentivando,

v

demonstrando acreditar e apostar na melhoria do processo de ensino-aprendizagem.

Homem que abraçou a nossa causa sem medir esforços.

À equipe pedagógica do Colégio Pré-Universitário por todo o apoio nas

discussões sobre a inserção do conteúdo de Física Nuclear no currículo do nono ano.

Em especial à coordenadora e professora Sandra de Mello Valadares, pelo

incentivo e colaboração desde o início desta jornada. E também à coordenadora de

projetos e responsável pela biblioteca escolar, Allyne Ladislau (Tia Magaly), pelas ideias

e pela confecção dos murais e organização do ambiente para a realização das rodas de

leitura e aplicação dos jogos. Às demais coordenadoras: Neli, Alcilenes, Osanilba e

Valdânia.

À secretaria de nossa escola, Rosa de Lurdes.

Aos demais colegas de trabalho, professores que estão à frente da linha de

batalha, pelo apoio e ajuda no tocante à realização deste trabalho.

Em especial à Tia Josiany Castro e ao Tio Gilvandro, professores de Matemática

e Física nas turmas de nono ano, pelas aulas cedidas e a ajuda na aplicação do Produto

Educacional.

Às professoras Elaine e Sandra Borges, pela ajuda com a língua inglesa.

Aos meus alunos do Ensino Médio que sempre estiveram à disposição para os

debates sobre o conteúdo da Física, especialmente a Física Nuclear. Aos alunos das

turmas de nono ano, pela receptividade e participação neste trabalho.

À Sociedade Brasileira de Física – SBF, por idealizar o Mestrado Nacional

Profissional no Ensino de Física - MNPEF, que fora ofertado pela Universidade Federal

do Tocantins – UFT, que tornou um sonho distante em realidade à porta.

Àqueles que aqui não foram mencionados, mas, que foram importantes na

consolidação deste trabalho.

[...] e, àqueles que não acreditaram que eu iria conseguir.

vi

RESUMO




Orientadora:

Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes.

Resumo da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física

Neste trabalho sugerimos a introdução da Física Nuclear no nono ano do Ensino

Fundamental. Tomamos como base o fato de que o tema está sedo introduzido aos poucos

nos livros de Física. Destacamos ainda a necessidade de tal conhecimento para os alunos,

a fim de despertá-los para o mundo da ciência e suas aplicações no dia a dia. O produto

proposto é constituído de duas partes: a) sete folhetos sobre Física Nuclear e, b) um jogo

de tabuleiro sobre o tema. Apresentamos uma metodologia baseada na sequência de três

atividades envolvendo o tema Física Nuclear, sendo: 1. Uma aula expositiva; 2. Uma roda

de leitura e; 3. O jogo de tabuleiro – Mestre Nuclear. Na primeira etapa, a aula expositiva

foi ministrada de maneira a apresentar aos alunos a evolução histórica da Física Nuclear,

seus avanços e suas aplicações, uma vez que também foram dadas oportunidades para

que os alunos falassem sobre o assunto. Na segunda etapa, foi organizado um ambiente

externo, diferente da sala de aula e com a utilização dos folhetos produzidos sobre a Física

Nuclear numa roda de leitura. Um dos pontos importantes desta etapa está no papel do

professor mediador, o de conectar o aluno leitor ao tema proposto. Na terceira etapa, os

alunos foram organizados no pátio escolar, separados em grupos de quatro a sete

jogadores à roda de uma mesa, onde um dos participantes era o mestre nuclear que

comandaria o jogo fazendo as perguntas e direcionando as jogadas. Pudemos perceber

que durante a aula expositiva os alunos demonstravam algum conhecimento sobre o tema.

Haviam conhecimentos a serem trabalhados na estrutura cognitiva dos alunos. Durante a

roda de leitura, foi importante a participação do professor mediador no esclarecimento de

dúvidas e na arguição, formulando situações problemas para instigar o leitor a se apoderar

das informações apresentadas. O jogo de tabuleiro foi desenvolvido para que os alunos

pudessem utilizar o que fora aprendido fora da escola, visto na aula e lido na roda de

leitura. A sensação de vencer unida à euforia e adrenalina a cada rodada, foram as

expressões mais perceptivas durante a atividade.

Palavras-chave: Roda de Leitura; Jogo de Tabuleiro; Física Nuclear.


vii

ABSTRACT




Orientadora:

Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes. Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação em Ensino de Física no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física. In this work we suggest an introduction of Nuclear Physics in the ninth year of Elementary

School. We took like base the fact that the theme is introduced gradually in the books of

Physics. Furthermore, we emphasized the needing for such knowledge for students, to

awaken them to the world of science and its applications in everyday life. The proposed

product is consisted of two parts: a) seven leaflets about Nuclear Physics and b) a board

game about the subject. We presented a methodology based on the sequence of three

activities that involving the Nuclear Physics theme: 1. A Nuclear Physics lecture; 2. A

reading wheel and; 3. The board game - Nuclear Master. In the first stage, the lecture was

given in such a way to present to the students the historical evolution of Nuclear Physics,

its advances and its applications, and the students had the opportunity to talk about the

subject. In the second stage, an external environment was organized, different from the

classroom and with the use of the leaflets produced about Nuclear Physics in a reading

wheel. One of the important points of this stage is the mediator teacher role, he/she should

connect the reader student to the proposed theme. In the third stage, students were

organized in the schoolyard, divided into groups of four to seven players around a table,

where one of the player was the nuclear master who would command the game by asking

questions and directing the game. We could see that during the lecture the students

demonstrated some knowledge about the subject. There was knowledge to be worked on

the students' cognitive structure. During the reading wheel, it was important the

participation of the mediator teacher in the clarification of doubts and in the argument,

formulating problems situations to instigate the reader to seize on the information

presented. The board game has been developed so that students could use their

background. And what they had seen in class and read on the reading wheel. The sensation

of winning linked with euphoria and adrenaline in each round were the most perceptive

expressions during the activity.

Keywords: Reading wheel; Board Game; Nuclear Physics.

Araguaína – TO March 2018

viii

Sumário Capítulo 1 Introdução ..................................................................................................... 1

Capítulo 2 Metodologia .................................................................................................. 5 2.1 Apresentação ......................................................................................................... 5 2.2 Roda de Leitura. .................................................................................................... 6 2.3 Jogo de Tabuleiro .................................................................................................. 7

Capítulo 3 Revisão de Literatura .................................................................................. 11

3.1 Um Breve Histórico da Física Nuclear ................................................................ 11 3.2 A Evolução dos Modelos Atômicos .................................................................... 13 3.3 As Partículas Nucleares ....................................................................................... 17 3.4 Número Atômico – Z ........................................................................................... 19 3.5 Massa Atômica – A ............................................................................................. 19

3.6 Isótopos ................................................................................................................ 20

3.7 Raio Nuclear ........................................................................................................ 21 3.8 Densidade Nuclear ............................................................................................... 21

3.9 Tabela Periódica .................................................................................................. 23 3.10 Tabela de Nuclídeos .......................................................................................... 24 3.11 Radiação Natural – Séries Radioativas .............................................................. 25 3.12 Decaimentos Nucleares ..................................................................................... 26

3.12.1 Radiação alfa – α........................................................................................ 27 3.12.2 Radiação beta – β ....................................................................................... 28

3.12.3 Radiação gama – γ ..................................................................................... 29 3.13 Reações Nucleares ............................................................................................. 31

3.13.1 Fissão Nuclear ............................................................................................ 31

3.13.2 Fusão Nuclear ............................................................................................ 32 3.14 Alguns Erros e Acidentes no Uso da Física ...................................................... 33

3.14.1 As Bombas Atômicas de Hiroshima e Nagasaki ......................................... 33 3.14.2 Acidente com Fonte de Cobalto – 60, México ............................................ 34

3.14.3 Acidente com Fonte de Césio – 137, Goiânia ............................................ 35 3.14.4 Usina Nuclear de Windscale, Inglaterra .................................................... 36

3.14.5 Usina Nuclear de The Miles Island - TMI, Estados Unidos ....................... 37 3.14.6 Usina Nuclear de Chernobyl, na Antiga União Soviética .......................... 38

3.14.7 Usina Nuclear de Fukushima, Japão ......................................................... 39 3.15 Aplicações da Física Nuclear ............................................................................ 40

3.15.1 Medicina ..................................................................................................... 40

3.15.2 Ciência - Datação por Carbono – 14. ........................................................ 41 3.15.3 Indústria ..................................................................................................... 42

3.15.4 Agricultura ................................................................................................. 43

3.15.5 Energia ....................................................................................................... 43

Capítulo 4 Descrição do Produto .................................................................................. 46 4.1 Os Folhetos .......................................................................................................... 46 4.2 O Jogo - Mestre Nuclear ...................................................................................... 46

Capítulo 5 Relato da Aplicação do Produto ................................................................. 48 5.1 Aula Sobre Física Nuclear ................................................................................... 48

5.2 Roda de Leitura ................................................................................................... 49 5.3 Jogo de Tabuleiro – Mestre Nuclear.................................................................... 51

Capítulo 6 Relato de Experiência ................................................................................. 53 Capítulo 7 Considerações Finais .................................................................................. 56 ANEXOS ........................................................................................................................ 58

ix

Anexo – I. Tabela Periódica - 2017 ............................................................................ 59

Anexo – II. Séries Radioativas Naturais .................................................................... 60 APÊNDICES .................................................................................................................. 61

Apêndice A: Folhetos ................................................................................................. 62

Apêndice B: Tabuleiro do jogo com exemplos de cartas bomba, bônus, perguntas e

fichas de regras do jogo .............................................................................................. 63 Apêndice C: Modelo das cartas de perguntas, cartas bônus e cartas bombas. ........... 64 Apêndice D: Plano de aula. ........................................................................................ 65 Apêndice E: Instruções do Jogo de Tabuleiro – Mestre Nuclear, e composição do

produto. ....................................................................................................................... 66 Referências Bibliográficas .............................................................................................. 69

Capítulo 1

Introdução

A designação de Física Moderna refere-se geralmente à Física que desabrochou

nos fins do século XIX e que amadureceu fundamentalmente na primeira metade do

século XX. Os fenômenos físicos que não foram explicados pela Física Clássica deram

origem, quase em simultâneo, a novas teorias: a Teoria dos Quanta, a Teoria da

Relatividade, a explicação do Efeito Fotoelétrico. Estas teorias, associadas à descoberta

do núcleo atômico e à formulação do modelo do átomo com um núcleo central rodeado

por elétrons, levaram ao desenvolvimento de novas áreas da Física, como: Teoria da

Relatividade, Mecânica Quântica, Física Nuclear, Física Atômica e Molecular, Física do

Estado Sólido, Física das Partículas Elementares, Óptica Quântica, Astrofísica, etc.

Dentre as muitas áreas de atuação da Física Moderna, neste trabalho procuramos destacar

a área da Física Nuclear, de forma mais simples e atraente, não nos enredando pelas

veredas da matemática pura, mas nos preocupando em contribuir de maneira significativa

com o currículo de Física do nono ano do Ensino Fundamental da rede estadual do

Tocantins.

O conteúdo de Física Nuclear não é contemplado no currículo de Física do nono

ano do Ensino Fundamental e também não consta no currículo de Física do Ensino Médio,

da rede estadual do Tocantins. Os livros didáticos tratam o tema, de maneira breve e

simplificada, demonstrando os primeiros passos dos modelos atômicos e quando muito,

algo sobre energia nuclear e um pouco de história, atribuindo estes assuntos à área da

Química. Pode-se citar os livros de Bemfeito e Pinto, 2015; Barros e Paulino, 2015;

Fukui, 2015; Gowdak, 2015. Para o Ensino Médio, raras exceções, o assunto é tratado na

1ª série – átomo e modelos atômicos e, na 2ª série – radiação e reações nucleares, também

no currículo de Química, como em: Lisboa, 2010; Antunes, 2013; Fonseca, 2016. Alguns

livros de Física têm trazido o assunto com maior profundidade no conteúdo de Física

Moderna na 3ª série, em destaque: Junior, 2009; Gaspar, 2013; Bonjorno, 2016; Gaspar,

2017.

Sabemos que o Ensino de Física para o nono ano do Ensino Fundamental, tem

como caráter apresentar para o aluno os conceitos básicos de Física, a fim de despertá-lo

2

para o mundo das Ciências e Tecnologias, bem como abrir os horizontes para o estudo

das disciplinas de Física ao entrarem no Ensino Médio.

De acordo com os PCN, o conhecimento de Física nas escolas deve “construir

uma visão da Física voltada para a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e

solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade” (Brasil,

2002, pg. 59).

A Lei de Diretrizes e Bases Nacional Brasileira (Lei 9394/96 LDB), em seu Art.

22, afirma que a educação básica tem como objetivo principal: “Desenvolver o educando,

assegurar-lhe a formação indispensável para o exercício da cidadania e fornecer-lhe

meios para progredir no trabalho e em estudos posteriores”, direitos esses que por muitas

vezes são ignorados, mesmo se falarmos do ensino superior.

Não é difícil encontrarmos argumentos voltados ao Ensino de Física Nuclear em

muitos dos sites que falam de educação. Em um deles, de grande acesso por parte dos

alunos podemos ver que:

“Os atuais ramos de estudo da Física Nuclear são basicamente o núcleo

atômico e suas propriedades, pois esses núcleos possuem propriedades que

podem ser classificadas como estáticas e dinâmicas, sendo que são analisadas

através de modelos nucleares baseados na mecânica quântica, relatividade e

teoria quântica de campos. A descoberta de que os núcleos (prótons e nêutrons)

são, na realidade, sistemas compostos, redirecionou o interesse dos físicos

nucleares para a investigação dos graus de liberdade de quarks e, com isto,

atualmente os domínios de pesquisa da Física Nuclear e da Física das

Partículas Elementares se tornaram interligados.” Mundo Educação – O Estudo da Física Nuclear. Disponível em:

<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-descoberta-nucleo-os-atuais-ramos-estudo.htm>. Acesso em: 09/09/2016.

Considerando que na atualidade, os jovens estão ligados e interligados com o

mundo da informação, incluir o conteúdo de Física Nuclear no segmento do nono ano do

Ensino Fundamental é um desafio que abrirá as portas para o estudo da Física Moderna

no Ensino Médio, uma vez que as informações e os conhecimentos adquiridos nesta área

lhe servirão para a vida e para a sociedade. Vale ressaltar que os nossos jovens estão

sendo bombardeados em todos os momentos pelo mundo cinematográfico, em séries e

filmes que tratam de mutantes, meta-humanos, aprimorados, rochas radioativas do

espaço, alienígenas radioativos e muitos outros, distorcendo a realidade. Cabe-nos de bom

grado trazer-lhes informações verdadeiras e de forma correta, fazendo-nos valer de

materiais adequados em conteúdo e qualidade para cada nível e série a ser ensinada.

Um estudo realizado por Pereira e Ostermann (2009) sobre a finalidade dos

trabalhos publicados na área de Ensino de Física Moderna e Contemporânea, destacam

3

quatro categorias para as publicações, sendo que uma delas diz respeito às bibliografias

de consulta direcionadas a professores de Física, tanto para nível Médio como

Universitário, incluindo textos de apoio, recursos didáticos, propostas de unidades

didáticas e divulgação científica.

Um dos cuidados que se buscou neste trabalho, foi com a metodologia e o nível

do conteúdo a ser aplicado, uma vez que trabalhamos com alunos entre 13 e 15 anos de

idade, objetivamos a construção da aprendizagem significativa. Segundo Moreira (2001),

a aprendizagem segundo o construto cognitivista encara a aprendizagem como um

processo de armazenamento e condensação de conhecimentos, que incorporados à

estrutura mental de uma pessoa, poderá ser utilizada e manipulada no futuro.

Na proposta deste trabalho há a apresentação do conteúdo da Física Nuclear na

forma de uma sequência didática formada de: 1) uma aula expositiva sobre Física

Nuclear; 2) uma roda de leitura sobre Física Nuclear e; 3) o jogo de tabuleiro sobre Física

Nuclear. Tal sequência busca fundar conhecimentos na estrutura mental dos alunos para

que sejam utilizados e fortalecidos no ensino médio, ensino superior e para o dia a dia.

Moreira (2001) argumenta que:

Os cognitivistas sustentam que aprendizagem de material potencialmente

significativo é, por excelência, um mecanismo humano para adquirir e reter a

vasta quantidade de ideias e informações de um corpo de conhecimentos. A

posse de habilidades que tornam possível a aquisição, retenção e aparecimento

de conceitos na estrutura cognitiva, é que capacitará o indivíduo a adquirir

significados. (MOREIRA, 2001).

Há uma intima relação entre a aprendizagem mecânica e a formação dos

conhecimentos prévios, que podemos relacionar à aula expositiva e à roda de leitura, uma

vez que os alunos poderão interagir de maneira dinâmica e espontânea (aluno ↔ aluno e

professor ↔ aluno).

Segundo Moreira (2001), “a aprendizagem mecânica é sempre necessária quando

um indivíduo adquire informação numa área de conhecimento completamente nova para

ele.”

Na apresentação de um mundo de informações e conhecimentos diferentes ou

parcialmente diferentes, a prática de rodas de leitura representa um bom caminho para

formar novos leitores, que mergulhem no mundo da curiosidade e da busca por respostas.

E o jogo de tabuleiro é uma atividade rica que responde às necessidades lúdicas,

intelectuais e afetivas, estimulando a vida e a interação social, tornando um importante

instrumento na aprendizagem e no compartilhamento das informações adquiridas.

4

Partindo da ideia de que o jogo seria o ponto de aferimento da aprendizagem,

pudemos perceber que a atenção dos alunos estava voltada ao desejo de ser o vencedor.

Cada um buscava as respostas no fundo de sua mente, e a cada erro a expressão de

insatisfação tomava conta, a cada acerto a emoção de avançar uma casa reinava com

euforia, demonstrando ter havido aprendizagem.

5

Capítulo 2

Metodologia

2.1 Apresentação

Este trabalho foi realizado no Colégio Pré-Universitário da rede estadual de ensino

de Araguaína, com as três turmas do 9º (nono) do Ensino Fundamental de 2017, num total

de 110 alunos.

Foram necessárias diversas fases de investigação.

Primeiro, para a escolha do tema, foi feita uma análise de conteúdos com

necessidade de novas abordagens e metodologias. Tal análise foi pautada nos anos de

experiência docente. Um dos fatores relevantes foi a constatação da falta de Física

Nuclear nos livros de Física, onde este conteúdo (no Ensino Fundamental) é trabalhado

na disciplina e em livros de Química.

Escolhido o tema (Física Nuclear), foi feito um levantamento sobre a maneira

como a Física Nuclear é abordada em livros do 9º (nono) ano do Ensino Fundamental.

Essa etapa foi fundamental para o escrutínio do conteúdo e escolha dos tópicos que seriam

abordados. A partir da escolha dos tópicos foi realizado o levantamento do referencial

bibliográfico a ser trabalhado. Em paralelo a tal atividade foi essencial a pesquisa da

metodologia de trabalho, e a escolha do jogo de tabuleiro como método de ensino.

A princípio o jogo educativo seria o produto dessa dissertação. No entanto, ouve

a necessidade de acrescentar a metodologia de roda de leitura. O motivo é que nem todos

os conteúdos de Física Nuclear são abordados nos livros didáticos adotados na escola.

Além disso, o tema não faz parte do currículo mínimo de Física do estado do Tocantins,

impossibilitando o estudo do tema em aulas regulares. Sendo assim, utilizou-se de um

projeto consolidado da escola, a roda de leitura, para trabalhar os conteúdos com os

alunos.

Foi utilizado também a aula tradicional, com recursos de Datashow e materiais

didáticos. Houve a necessidade de uma aula teórica e o motivo está explicitado no capítulo

6, tópico 6.1.

É possível resumir a metodologia usada na seguinte Sequência Didática: aula

expositiva, roda de leitura e jogo educativo.

6

Neste trabalho não foi efetivada uma pesquisa quantitativa ou qualitativa da

eficiência e eficácia da metodologia adotada. Contamos com a ajuda dos professores de

física Gilvandro Santos e Josiany Castro, que colaboraram na aplicação do produto.

Foram realizadas observações, sempre na posição de professor mediador, acompanhando

o desenvolvimento dos alunos em cada etapa da aplicação.

Buscou-se através de uma sequência didática simples, a integração entre os alunos

e o material deste trabalho, promovendo em primeiro lugar o contato audiovisual com o

conteúdo na aula expositiva, e depois o contato físico na interação do aluno com os

materiais desenvolvidos para a roda de leitura e para o jogo educativo.

2.2 Roda de Leitura.

Um dos grandes problemas enfrentados no ambiente escolar e também na nossa

sociedade é a “falta de hábito” de leitura por parte das crianças, jovens e adultos. A leitura

tem sido considerada algo enfadonho e cansativo, tendo os textos dos livros sido

considerados, aterrorizantes e difíceis para muitos. É notório que enfrentamos o mundo

digital, o mundo da informação rápida e acesso fácil e muitos buscam resumos e resenhas

em sites de pouca credibilidade. Para aqueles que gostam de ler, não importando o veículo

de informação, a motivação é própria e a leitura prazerosa.

É possível trabalhar para formar alunos leitores a partir da roda de leitura, como

citado a seguir:

A prática de rodas de leitura configura um caminho atrativo para formar novos

leitores, pois tem como foco o prazer que nasce da leitura compartilhada, livre

de cobranças. Ao ser utilizado em sala de aula, por professores dispostos a

inovar metodologias de ensino proporciona um novo caminho para trabalhar a

leitura com os estudantes, já que não lhes é solicitado avaliações ou

questionários. (VICCINI, 2011).

“Entre as dificuldades que as escolas enfrentam atualmente no processo de ensino-

aprendizagem de seus educandos, a falta de concentração talvez seja uma das mais

importantes.” (SILVA, 2009).

Segundo as palavras de Viccini (2011), “Sentar para ler. Mas não uma leitura

individual, juntar cadeiras e opiniões, almofadas e leituras, unir leitores”, percebemos que

as rodas de leitura têm como objetivo despertar a competência leitora por meio do prazer

de ler. Ele diz ainda que o prazer de ler está no prazer em abrir um livro e se aventurar

7

nas linhas e entrelinhas literárias, e que essa interação deve ser feita pelo professor

mediador, que tem como papel direcionar o leitor ao encontro do prazer de ler.

O prazer da leitura pode ser coletivo ou individual.

Ao compartilhar a leitura, cada pessoa pode experimentar um sentimento de

pertencer a alguma coisa, a esta humanidade, de nosso tempo ou de tempos

passados, daqui ou de outro lugar, da qual pode sentir-se próxima. Se o fato de

ler possibilita-se abrir-se para o outro, não é somente pelas formas de

sociabilidade e pelas conversas que se tecem em torno dos livros. É também

pelo fato de que ao experimentar, em um texto, tanto sua verdade mais intima

como a humanidade compartilhada, a relação com o próximo se transforma.

Ler não isola do mundo. Ler introduz no mundo de forma diferente. O mais

íntimo pode alcançar neste ato o mais universal. (PETIT, 2008).

Para Neitzel et al (2013), se a escola conseguir ampliar as possibilidades de

práticas leitoras, investindo na sensibilização do aluno para com o texto literário, tais

ações se tornarão em benefícios relacionados ao desempenho escolar, uma vez que a

leitura é o componente curricular que mobiliza diversos recursos cognitivos. Ele ainda

afirma que aos alunos deve-se propor uma leitura que venha a despertar a curiosidade, o

que depende do acervo literário disponível, de como ele é apresentado e do que se espera

desse encontro entre leitor e obra.

A disponibilização de um ambiente diferenciado e a apresentação do material de

modo que venha a facilitar a interação entre o leitor e a obra, podem fazer toda a diferença

no momento em que os alunos são convidados para a roda de leitura.

A leitura é uma atividade que exige do leitor não uma entrega ao texto, no seu

sentido hedonista, mas um embate com ele. A compreensão do texto se

constrói pelas vias sensoriais: pelo tato (ao pegar), pela audição (ao escutar um

texto), pela visão (ao ler o texto), enfim, pelo corpo. (NEITZEL et al, 2013).

2.3 Jogo de Tabuleiro

Neste trabalho faremos referência aos jogos físicos, nos quais os alunos interagem

com cartas, peões, tabuleiro e outras partes palpáveis, o que não quer dizer que

desconsideramos os jogos virtuais, apenas não faz parte do produto aqui apresentado.

Segundo Pereira et al. (2009), os jogos apresentam grande potencial para despertar

o interesse dos alunos pelos conteúdos de Física, uma vez que estes conteúdos estarão em

um ambiente lúdico, propício a uma melhor aprendizagem, diferindo do ambiente

rotineiro da sala de aula que limita a participação e interação dos mesmos.

8

O jogo é uma atividade rica e de grande efeito que responde às necessidades

lúdicas, intelectuais e afetivas, estimulando a vida social e representando,

assim, importante contribuição na aprendizagem. Uma das características mais

importantes é a sua separação da vida cotidiana, constituindo-se em um espaço

fechado com regras próprias definidas, mas mutáveis, onde os participantes

atuam de forma descompromissada em uma espécie de “bolha lúdica, que

durante o jogo, não tem consequências no mundo exterior; porém, essa

experiência enriquecedora é absorvida pelos participantes e podem refletir no

mundo exterior de maneira muito positiva. (PEREIRA et all, 2009).

Lopes (2001) cita que o jogador se torna sujeito ativo e participativo do processo,

o que nos leva a acreditar que se torna mais prazeroso o aprendizado através dos jogos.

Ainda segundo Pereira et all (2009):

Normalmente utiliza-se o lúdico porque o prazer lhe é decorrente e, por essa

razão, é bem recebido pelas crianças, pelos jovens e muitas vezes pelo próprio

adulto. Envolvendo a Física nesse ambiente lúdico de um jogo de tabuleiro,

podemos propiciar uma sensação de se estar em oposição a uma situação

formal de aprendizado. A situação de prazer, tensão e alegria colaboram com

o processo educacional porque coloca o aluno em uma situação de potencial

receptividade, uma vez que o imerge numa situação que geralmente gosta,

onde há pouca dispersão e, principalmente, onde pode-se potencializar sua

concentração para aproveitar ao máximo estes momentos.

É difícil encontrarmos jogos específicos relacionados à Física que possam ser

aplicados em sala de aula de maneira a acompanhar o conteúdo proposto no currículo

escolar, e às vezes nem mesmo o conteúdo é contemplado. Pereira et al. (2009), cita que

“Quando professores procuram por alguma prática de Física, eles procuram práticas

que, de fato, assegurem a aprendizagem dos conceitos.”, busca que pode não ter sucesso,

visto a dificuldade de elaboração e adequação de um conteúdo e seu nível de

aplicabilidade. Cita ainda que “Muitos, porém, procuram procedimentos que, poderiam

melhorar o rendimento do aluno. Porém, isso não é trivial, incluindo os jogos

educativos”.

Já Fialho (2008) argumenta que:

Os jogos educativos com finalidades pedagógicas revelam a sua importância,

pois promovem situações de ensino-aprendizagem e aumentam a construção

do conhecimento, introduzindo atividades lúdicas e prazerosas, desenvolvendo

a capacidade de iniciação ação ativa e motivadora.

Há uma necessidade de se observar a abordagem teórica e metodológica de um

jogo educativo, antes de simplesmente levá-lo para a sala de aula. De acordo com Pereira

et al. (2009), a não observação dos objetivos e da metodologia, pode ter como efeito o

9

fato de conseguirmos motivar os alunos, levando-os a pensar que não passa de uma

maneira de “matar aula”, o que pode interferir de forma negativa nos resultados esperados

para esse recurso.

Infelizmente, estudos e brincadeira ainda ocupam momentos distintos na vida

de nossos alunos. O recreio foi feito para brincar e a sala de aula para estudar.

Dessa forma, o lúdico perde seus referenciais e seu real significado,

acompanhando, as exigências de um currículo a ser cumprido. (FIALHO,

2008).

O jogo educativo pode ser uma ferramenta utilizada para que o conteúdo visto seja

retomado ou fortalecido de outra maneira, buscando a interação do aluno com a estrutura

cognitiva, processo no qual ele pode fixar conhecimentos e fortalecer conhecimentos pré-

existentes, garantindo assim a possibilidade de uma aprendizagem concreta.

“Sozinho, seu potencial educacional é baixo, entretanto, quando aliado a outras

práticas pedagógicas (aulas expositivas, trabalhos em grupos, monitorias, etc), seu

potencial verdadeiro é revelado.” (PEREIRA et all, 2009)

Em um jogo, o participante trilha o desafio em dois caminhos distintos, o de

vencedor ou de perdedor. Para o jogo educativo, o participante se entrega para o desafio

de mostrar o que aprendeu sobre o conteúdo e consequentemente ser o campeão. Para

Pereira et al. (2009), “o medo de errar e ser rotulado também tem importância, tanto para

processo de ensino-aprendizagem quanto para o processo psicológico.”

O ato de ser participante do jogo educativo torna o jogador mais participativo na

sociedade, desenvolvendo o caráter de argumentador sobre o tema a ser abordado.

A inclusão de jogos em contextos educacionais ainda gera muita polêmica

entre professores em praticamente toda a sociedade. Vistos como atividade

lúdica, os jogos são bem aceitos em ambientes educacionais como recreação e

para o desenvolvimento de habilidades, principalmente, psicomotoras.

(ATAIDE, 2012)

“Os jogos instigam o interesse do jogador e apresentam desafios que o motivam a

conhecer seus limites e as possibilidades de superá-los. Busca-se a vitória; todos querem

vencer o desfio imposto pelo jogo.” (ATAIDE, 2012)

Estamos certos de que sempre haverá em um jogo algo que incentive o jogador,

uma situação na qual ele se apegue para chegar à vitória – uma situação problema. Tal

situação leva o jogador do objetivo para o resultado do jogo, através de passos que

delimitaram cada ação durante toda a partida.

10

Por meio de atividades lúdicas o professor pode colaborar com a elaboração de

conceitos; reforçar conteúdos; promover a sociabilidade entre os alunos;

trabalhar a criatividade, o espírito de competição e a cooperação. O jogo exerce

uma fascinação sobre as pessoas, que lutam pela vitória procurando entender

os mecanismos dos mesmos, o que constitui de uma técnica onde os alunos

aprendem brincando; no entanto, queremos deixar claro, que os jogos devem

ser vistos como apoio, auxiliando no processo educativo (FIALHO, 2008).

Um grande desafio para se trabalhar com jogos educacionais, sejam eles de físicos

ou virtuais, é a sua inserção em meio a prática educacional, o que de fato requer dos

professores um trabalho além do seu planejamento costumeiro e de sua responsabilidade

do dia a dia. O fato de ter que elaborar uma aula diferenciada, pode trazer certo incômodo

para muitos dos nossos professores, seja a componente curricular que se escolher, mas:

Sabemos que uma aula mais dinâmica e elaborada requer também

mais trabalho por parte do professor; por outro lado, o retorno pode ser bastante

significativo, de qualidade e gratificante quando o docente se dispõe a criar

novas maneiras de ensinar deixando de lado a “mesmice” das aulas rotineiras

(FIALHO, 2008).

O autor ressalta ainda “o cuidado que se deve ter com o jogo antes de levá-lo

para a sala de aula, testando-o previamente e fazendo-se uma síntese do conteúdo nele

envolvido.”

O jogo é uma atividade de ocupação voluntária, exercida dentro de curtos e

determinados limites de tempo e espaço, segundo regras livremente concedida,

mas absolutamente obrigatórias, dotadas de um fim em si mesmo

acompanhado de um sentimento de tensão, de alegria, e de uma consciência de

ser diferente da vida cotidiana. (HUIZINGA, 1980 apud, SILVA, 2009).

Almeida (2004) relata que:

Jogos orientados podem ser feitos com propósitos claros de promover o acesso

à aprendizagem de conhecimentos específicos como: matemática, linguísticos,

científicos, históricos, físicos, estéticos, morais e etc. E um outro propósito é

ajudar no desenvolvimento cognitivo, afetivo, social, físico-motor, linguístico

e na construção da moralidade (nos valores).”

Os jogos educacionais, sendo físicos ou virtuais, tem um caráter complementar

em relação ao conteúdo a ser ministrado pelo professor, em observância à sua componente

curricular. É necessário que o professor tão somente entenda o valor agregado a essa

atividade e que consiga transmitir esses valores aos alunos que desafiados, são os

protagonistas do processo ensino-aprendizagem.

11

Capítulo 3

Revisão de Literatura

3.1 Um Breve Histórico da Física Nuclear

Segundo Porto (2013) os gregos desde o século V a.c. já discutiam a constituição

da matéria. Demócrito acreditava num mundo material composto de infinitos entes

minúsculos, incriáveis e indestrutíveis, denominados átomos, que se movem por um

vazio.

As bases da moderna teoria atômica foram lançadas no final do séc. XVIII e

no séc. XIX na tentativa de compreender as propriedades químicas da matéria.

Duas das quantidades fundamentais da Física Atômica e Nuclear – o peso

atômico e o número atômico – tiveram suas origens na correlação dos

resultados de experiências químicas e na sistematização das propriedades dos

elementos químicos. As leis das combinações químicas foram unificadas no

início do séc. XIX pela teoria atômica de Dalton, que introduziu o conceito de

peso atômico. (KAPLAN, 1978)

CHUNG (2001), diz que a Física Nuclear é uma área importante da Física

Contemporânea, por constituir um rico campo de aplicações das ideias quânticas.

A Física Nuclear é a parte da Física que estuda os fenômenos microscópicos ao

nível nuclear considerando seus graus de liberdade.

Podemos começar a contar a moderna história da Física Nuclear muito

provavelmente com o trabalho de Rutherford em 1911. Analisando dados

experimentais obtidos por Geiger e Marsden, a partir do espalhamento

Coulombiano de partículas α (núcleos de hélio) em cima de finas folhas de

ouro, Rutherford propôs pela primeira vez a existência do núcleo atômico. Esta

teoria foi amplamente confirmada por outros experimentos posteriores,

conduzidos pelos mesmos autores, Geiger e Marsden em 1913, estabelecendo

o chamado modelo do átomo nuclear, em que o átomo é representado por um

núcleo no seu centro, com os elétrons movendo-se em volta. Tal modelo veio

derrubar o chamado modelo de “pudim de ameixas” (devido a J. J. Thomson),

segundo o qual os prótons e os nêutrons, misturados, ocupariam um único

volume com as dimensões do próprio átomo. (CHUNG, 2001)

De acordo com HELENE (1996) e OKUNO (2007), as atividades nucleares

começaram a ser estudadas por Antoine Henri Bequerel (1896), estudando as emissões

espontâneas do sal de urânio. No ano seguinte Marie Curie inicia sua tese de doutorado

sob o tema “raios de Bequerel”, estudando Urânio e Tório. Tempos depois, Marie Curie

isolou o elemento Rádio a partir do minério chamado pechblenda.

Rutherford percebeu que a energia liberada pelo núcleo das substâncias

radioativas era complexa, sendo constituída por dois tipos de radiação, sendo um deles

12

facilmente absorvido e menos penetrante, e o outro, muito mais penetrante, e sofrem

desvio em sentido oposto quando submetidos a campos magnéticos. Ele as chamou de

“radiação alfa” e “radiação beta”, respectivamente. No ano seguinte, Paul Villard

identificou um novo tipo de radiação que foi chamada de “radiação gama” que não sofria

desvio quando submetidas a campos magnéticos. Como mencionado por HELENE

(1996) e OKUNO (2007).

O núcleo do átomo é constituído de partículas de carga positiva, chamadas

prótons, e de partículas de mesmo tamanho, mas sem carga, denominadas

nêutrons. Os prótons têm a tendência de se repelirem, porque têm a mesma carga

(positiva). Como eles estão juntos no núcleo, comprova-se a existência de

energia nos núcleos dos átomos com mais de uma partícula: a energia de ligação

dos núcleos ou energia nuclear. (CARDOSO, 2012)

Após a descoberta dos prótons, pensava-se que serie esse o único constituinte do

núcleo atômico. De acordo com CHUNG (2001), foi em 1932 que Chadwick descobriu a

existência de uma nova partícula nuclear, o nêutron, com massa próxima à massa do

próton e de carga elétrica nula.

A descoberta do núcleo levantou, na época, uma questão importante: Que força

é essa que consegue manter os prótons e os nêutrons confinados no núcleo?

Com efeito, como a região de confinamento é pequena, da ordem apenas de

10-12 cm, esta força deve ter intensidade extremamente elevada, a fim de poder

contrabalançar a forte repulsão eletrostática entre os prótons. Se for assim,

então, ela deve ser diferente da força gravitacional, que apresenta intensidade

muitíssimo menor. Por outro lado, como o nêutron não tem carga elétrica, ela

não deve ser de natureza eletromagnética. Em vista disso, esta nova força,

responsável pela existência dos núcleos, foi batizada de força nuclear, que se

trata de uma manifestação particular da chamada interação forte. (CHUNG,

2001) Para Palandi e colaboradores (2010), as interações básicas da matéria a nível

microscópico, podem ser descritas em termos das quatro forças de interações

fundamentais, sendo elas e suas respectivas ordens de grandeza: Nuclear Forte - 1;

Eletromagnética - 10−2; Nuclear Fraca - 10−14; Gravitacional - 10−37.

Segundo Gaspar (2013), após a descoberta da energia dos núcleos, passou-se a

utilizá-la com o objetivo de se obter energia, e o primeiro teste de controle nas reações

que liberam a energia do núcleo atômico foram pelo físico italiano Enrico Fermi e seus

colaboradores no Projeto Manhattan, nos Estados Unidos da América, no período da

Segunda Guerra Mundial.

No Brasil, segundo Carvalho (2012), a história da energia nuclear teve início na

década de 1930, com o apoio do governo à pesquisa na recém-criada Universidade de São

Paulo, e em 1935, alavancou com a criação do Instituto de Energia Nuclear – IEA.

13

Em 1949, César Lattes contribui para a criação do Centro Brasileiro de

Pesquisas Físicas – CBPF. Este instituto polarizou e agasalhou iniciativas

como a da formação do Instituto de Matemática Pura e Aplicada, a da Escola

Latino-Americana de Física, o Centro Latino-Americano de Física, e ainda se

destacava pelas atividades de pesquisas em nível internacional, pelas medidas

de modernização dos currículos de ensino da Física e pelas atividades de

formação do pessoal que constitui hoje parcela ponderável da liderança

científica atuante na Física brasileira. Cesar Lattes foi também um dos

colaboradores na descoberta do méson pi. (CBPF, 2012)

Segundo Carvalho (2012), no Brasil as pesquisas tem avançado na área de

utilização da energia nuclear para indústria, medicina, agricultura e na geração de energia

elétrica. Nesta última o Brasil consta com duas usinas termonucleares em funcionamento

- Angra I e Angra II, situadas no complexo de Angra dos Reis no Rio de Janeiro.

De acordo com a revista Brasil Nuclear (2014, pg 16-19), em janeiro de 2015 teria

início a montagem eletromecânica da usina de Angra III que terá duração de 58 meses,

com testes de operação previstos para 2018.

Helene (1996), Okuno (2007), Palandi (2010), afirmam que a energia dos

radioisótopos (núcleos instáveis) pode ser utilizada em vários setores da sociedade e que

o uso inconsciente e irresponsável dessa energia pode trazer graves consequências para

humanidade.

Segundo Cassedy e Grossman (1990), no ano de 1950, o futuro da energia nuclear

parecia promissor com o lançamento do programa norte-americano Átomos para a paz,

ação que contrastou com as terríveis consequências das bombas atômicas lançadas sobre

as cidades japonesas em 1945. Precisamente no ano de 1945 a humanidade testemunhou

o limite das atrocidades advindas do mau uso do conhecimento sobre a recém-descoberta

Física Nuclear. O mundo estava em guerra, era a Segunda Guerra Mundial e, os Estados

Unidos da América se empenhavam em encerrar as batalhas que consumiam vidas e

dinheiro. Como forma de pressionar o governo japonês, os EUA lançaram duas bombas

atômicas sobre as cidades de Hiroshima e Nagasaki, conseguindo assim a rendição.

Desde então a Física Nuclear tem sido largamente estudada para utilização

pacífica e em prol da humanidade.

3.2 A Evolução dos Modelos Atômicos

Uma pergunta que paira no universo do conhecimento humano é – O que

realmente é a matéria e qual sua constituição fundamental? Muitos pensadores tentaram

14

convencer-nos de que a matéria é algo sólido e palpável, outros, no entanto, não criam

nesta ideia de constituinte fundamental.

Desde o século V a.C. os gregos já discutiam a constituição da matéria. Para

Demócrito, o mundo material é composto de infinitos entes minúsculos,

incriáveis e indestrutíveis, denominados átomos, que se movem

incessantemente por um vazio e não possuem outras propriedades além de

tamanho e forma geométrica. Nessa concepção, os objetos que se colocam

diante de nossos sentidos são, na realidade, formados pela combinação de

muitos desses átomos. (PORTO, 2013)

O termo átomo provém do grego a = não e tomos = partes, significando que esta

porção de matéria seria a menor em escala, pois, não seria possível dividi-la.

Como apontado por Bem-Dov (1996), os átomos escapam dos nossos sentidos e

não conseguimos perceber o mundo real, e sim um mundo irreal. Um mundo formado por

combinações de átomos imutáveis, que constroem matéria e se decompõem. As variações

e mudanças na matéria formada se devem a seus movimentos e suas uniões, ou seja, nas

relações que mantem um com o outro e estes com o espaço. Para Platão, os átomos

existiam dotados de formas geométricas diversas, Aristóteles por sua vez negava a

existência de tais entidades considerando o espaço vazio ocupado por um continuum

material divisível ao infinito, e que Descartes também negava a existência do átomo e do

vazio. Já no pensamento de Epicuro de Samos, por volta do século IV a.C. era a alma

humana, como todos os demais abjetos, formados de átomos que acabam se combinam e

se separam.

Dalton propôs que a matéria era formada por partículas distintas denominadas

átomos. Ele concebia os átomos como esferas maciças, indivisíveis e

indestrutíveis. Segundo ele a matéria era descontínua, pois entre os átomos que

a constituíam havia espaços vazios. (LISBOA, 2010)

“Em 1803, John Dalton descobriu que elementos químicos diferentes se associam

sempre entre si segundo múltiplos inteiros de pesos elementares fixos.” (BEN-DOV,

1996)

As bases da teoria de Dalton podem ser apresentadas de acordo com BEMFEITO

& PINTO (2015).

“Dalton acreditava que nas diversas combinações dos átomos – ainda tidos

como partículas fundamentais e indivisíveis – estariam a origem da diversidade

das substâncias conhecidas. Formulou então explicações para suas

observações, que ficaram conhecidas como teoria atômica de Dalton, as quais

citamos a seguir. I) Todos os átomos de determinado elemento são idênticos;

II) Os átomos de diferentes elementos apresentam massas diferentes; III) um

composto é originado de uma combinação específica de átomos de mais de um

elemento; e IV) Numa reação química, os átomos não são destruídos nem

15

criados, simplesmente se rearranjam, originando novas combinações

químicas.”

De acordo com Kaplan (1978), foi em 1897 que J. J. Thomson através de

experimentos direcionados confirmou a ideia de que os raios catódicos eram constituídos

de partículas carregadas com cargas negativas, conseguindo estabelecer a razão

carga/massa = e/m para essas partículas. Demonstrando que as partículas dos raios

catódicos se moviam em altas velocidades, cerca de 1/10 da velocidade da luz. Ao

comparar o valor de e/m para as partículas dos raios catódicos com os encontrados para

os íons de Hidrogênio na eletrólise, viu-se que eram cerca de 1800 vezes maior. Chegando

em fim à massa do elétron, que foi indicado como parte constituinte de todos os átomos.

O elétron passou a ser considerado como uma partícula fundamental, e de massa com

cerca 1800 vezes menor que a massa do próton. E a prova final da natureza atômica ou

corpuscular da eletricidade assim como a primeira determinação realmente precisa do

valor da carga elementar veio através do trabalho de Robert Andrews Millikan.

Segundo Avancini (2009), foi no ano de 1897, J. J. Thomson teria descoberto o

elétron, sendo que suas carga e massa foram posteriormente determinadas. O mesmo

Thomson observou que essas partículas eram importantes na constituição do átomo.

[...] J. J. Thomson propôs uma tentativa de descrição, ou modelo, de um átomo,

segundo o qual os elétrons carregados negativamente estariam localizados no

interior de uma distribuição contínua de carga positiva. Supôs-se que a forma

da distribuição de carga positiva fosse esférica, com um raio da ordem de

grandeza conhecida do raio de um átomo, 10-10 m. (Este valor pode ser obtido

a partir da densidade de um sólido típico, de seu peso atômico e do número de

Avogadro.) Devido à repulsão mútua, os elétrons estariam uniformemente

distribuídos na esfera de carga positiva. Em um átomo que esteja em seu estado

de menor energia possível, os elétrons estariam fixos em suas posições de

equilíbrio. Em átomos excitados (por exemplo, átomos em um material a alta

temperatura), os elétrons vibrariam em torno de suas posições de equilíbrio.

Como a teoria do eletromagnetismo prevê que um corpo carregado acelerado,

como um elétron vibrando, emite radiação eletromagnética, era possível

entender qualitativamente a emissão de radiação por átomos excitados com

base no modelo de Thomson. No entanto, faltava concordância quantitativa

com os espectros observados experimentalmente. (EISBERG e RESNICK,

1979. p. 123).

Para Brennan (2003) e Kaplan (1978), o modelo atômico proposto por Thomson

era constituído de uma massa de cargas positivas com cargas negativas encrustadas,

conhecido como “pudim de ameixa” ou “pudim de passas”. Mas esse modelo não

poderia explicar o caso particular do espalhamento de partículas α, que determinou o

conceito de átomo nuclear.

16

Ainda segundo os autores, Brennan (2003) e Kaplan (1978), Rutherford propôs

uma nova teoria do espalhamento de partículas α pela matéria. No ano de 1911, ele baseou

sua teoria num novo modelo atômico compatível aos resultados experimentais, sugerindo

que o desvio de uma partícula α num ângulo de espalhamento muito grande podia ser

causado pelo encontro único com um átomo, ao contrário do que se propunha no caso do

espalhamento múltiplo. Sugeriu a existência de uma porção central, na qual está

concentrada toda a massa do núcleo, e que a carga negativa se localiza distribuída no

espaço que corresponde ao de raio do raio atômico.

Kaplan (1978), explica que a teoria nuclear do espalhamento de partículas α de

Rutherford foi testada ponto a ponto em 1913 por Geiger e Marsden, e que o

espalhamento depende de:

i) Ângulo de espalhamento;

ii) Espessura do material;

iii) Energia ou velocidade das partículas;

iv) Carga nuclear.

A notável concordância das previsões da teoria de Rutherford e os resultados

experimentais foram interpretados como uma confirmação do conceito de

átomo nuclear. Portanto em 1913, o átomo tem sido considerado como

consistindo de um pequeno núcleo carregado positivamente, ao redor do qual

é distribuída, de alguma maneira, uma carga oposta na forma de elétrons.

(KAPLAN, 1978).

Franco e desinibidos, pisando calos sem ver a quem, Ernest Rutherford

irrompeu no cenário da física na virada do século XX e se manteve no centro

do palco por 30 anos. Seu trabalho marca o início da era da Física Nuclear

(BRENNAN, 2003).

Em 1913, Niels Bohr propôs que os elétrons se moviam em orbitas bem

particulares e discretas, demonstrando os subníveis de energia, aperfeiçoando o modelo

planetário proposto por Ernest Rutherford, que explicava a anomalia dos elétrons e

estabelece a base para teoria do quanta, explicam os autores Bem- Dov (1996) e Brennan

(2003).

Tudo se encaixava perfeitamente não fosse uma questão simples, mas

fundamental: as mesmas forças eletromagnéticas que mantêm os elétrons em

volta do núcleo devem causar uma violenta repulsão entre prótons dentro do

núcleo, já que estes ocupam um volume muito menor que o volume do átomo

como um todo. A resposta óbvia é que prótons e nêutrons devem sentir dentro

do núcleo uma força suficientemente forte para evitar a repulsão entre os

prótons e ao mesmo tempo esta força deve ser de curto alcance, ou seja, deve

agir apenas para distâncias da ordem do tamanho do núcleo, já que elas são

imperceptíveis no nosso dia a dia do mundo macroscópico, ao contrário do que

ocorre com as forças eletromagnéticas, de longo alcance e responsáveis por

toda estrutura molecular que constitui a matéria tangível. (AVANCINI, 2009).

17

O modelo desenvolvido por Bohr apresentava concordância quantitativa precisa

com quando comparado aos dados espectroscópicos. Vejamos a seguir os postulados de

Bohr, citados por Eisberg e Resnick (1979).

1. Um elétron em um átomo se move em uma órbita circular em torno do núcleo

sob influência da atração coulombiana entre o elétron e o núcleo, obedecendo

às leis da mecânica clássica.

2. Em vez da infinidade de órbitas que seriam possíveis segundo a mecânica

clássica, um elétron só pode se mover em uma órbita na qual seu momento

angular orbital L é um múltiplo inteiro de ћ (a constante de Planck dividida

por 2ᴨ).

3. Apesar de estar constantemente acelerado, um elétron que se move em uma

dessas órbitas possíveis não emite radiação eletromagnética. Portanto sua

energia total E permanece constante.

4. É emitida radiação eletromagnética se um elétron, que se move inicialmente

sobre uma órbita de energia total Ei, muda seu movimento descontinuamente

de forma a se mover em uma órbita de energia total Ef. A frequencia da

radiação emitida v é igual à quantidade (Ei – Ef) dividida pela constante de

Planck h.

As ideias de Bohr revolucionaram o entendimento do átomo para sua época e suas

contribuições matemática eram coerentes com os dados experimentais.

3.3 As Partículas Nucleares

O núcleo atômico pode ser entendido como sendo o centro do átomo, com

dimensões matemáticas de um ponto, denso e coeso. Tal coesão nuclear intrigava muitos

estudiosos, pois, como poderiam partículas de mesma carga estarem tão próximas, o

ignoraria a lei de repulsão coulombiana.

O núcleo é constituído de partículas de carga positiva, chamadas prótons, e de

partículas de mesmo tamanho, mas sem carga denominadas nêutrons. Como

eles estão juntos no núcleo, comprova-se a existência de energia nos núcleos

dos átomos com mais de uma partícula: a energia de ligação dos núcleos ou

energia nuclear. (CARDOSO, 2012)

18

De acordo com Avancini (2009), as partículas nucleares se interagem através da

força forte ou força bariônica (uma vez que os prótons e os nêutrons são bárions).

Prótons e nêutrons têm massas aproximadamente iguais. A diferença de massa,

a favor do nêutron, é de apenas 1,2933 MeV, cerca de 0,1% da massa de cada

um deles, mas é o fato dessa diferença ser não-nula que permite o decaimento

do nêutron livre. Tanto próton como nêutron são elementos constituintes do

núcleo. Graças a essas características, eles podem ser encarados como

partículas idênticas, diferindo apenas quanto ao estado de carga (um tendo

carga, outro não). Esta é a razão por que eles são chamados genericamente de

nucleons. (CHUNG, 2001)

Avancini (2009), diz ser comuns prótons e nêutrons serem diferenciados por seu

isospin. Sendo esse número quântico definido como I = ½ para o nucleons, possuindo

duas projeções possíveis: I = + ½ para o próton e I = - ½ para o nêutron.

Na verdade, a forma que usamos para descrever um núcleo depende

basicamente da faixa de energia em que o fenômeno estudado ocorre, ou seja,

como o núcleo atômico é investigado principalmente através de sua interação

com outras partículas de dimensões semelhantes ou ainda menores.

Dependendo da energia destas partículas, os detalhes da estrutura nuclear se

revelam mais ou menos detalhadas. Para energias da ordem de alguns poucos

milhões de elétron-volts (eV), é suficiente uma descrição baseada nestes dois

tipos de partículas apenas. Se aumentarmos esta faixa de energia de

aproximadamente cem vezes, graus de liberdade associados ao aparecimento

de mésons podem começar a ficar importantes; e, se subirmos ainda mais em

energia (de um fator 1000 ou mais) teremos que recorrer provavelmente a uma

estrutura mais fundamental, como a dos quarks.

A melhor oportunidade que temos de observar a estrutura de um objeto

microscópico como o núcleo é através de experimentos de espalhamento, do

tipo utilizado no trabalho pioneiro de Rutherford. A ideia consiste em preparar

um feixe de partículas com energia conhecida, os quais podem ser facilmente

acelerados se as mesmas possuírem carga elétrica (como partícula α ou um

elétron). Tal feixe incide sobre um alvo conhecido e mede-se, então, a razão

entre o número de partículas espalhadas por unidade de tempo em uma dada

direção e o fluxo de partículas incidentes. Isto é o que chamamos de secção de

choque diferencial ou simplesmente secção de choque. A secção de choque

pode, por sua vez, ser calculada usando técnicas dadas pela Mecânica

Quântica, utilizando-se de algum tipo de modelo para descrever o alvo (no

caso, o núcleo) ou pode ser escrito em termos de alguns parâmetros fisicamente

escolhidos, os quais são, então, ajustados para reproduzir a secção de choques

experimental. (AVANCINI, 2009)

De acordo com Gaspar (2013), antes da descoberta de James Chadwick em 1932,

acreditava-se que o núcleo atômico era composto pelo par próton-elétron cuja

estabilidade era impossível. A descoberta do nêutron levou muitos físicos a crer que com

essa nova configuração próton-nêutron no núcleo atômico, o problema da instabilidade

estava resolvido.

19

3.4 Número Atômico – Z

Para Bemfeito & Pinto (2015), o número de prótons foi definido como uma das

principais características que diferenciam um átomo do outro, sendo esse número

chamado de número atômico (Z). Por esse pressuposto, é possível afirmar que átomos

com números de prótons diferentes pertencem obrigatoriamente a elementos químicos

diferentes.

Em 1869, o químico russo Dmitri Ivanovitch Mendeleyev (1834-1907) havia

organizado uma tabela de elementos químicos (uma precursora da tabela

periódica atual) na qual os elementos estavam dispostos em ordem crescente

de massa atômica. Mendeleyev afirmava (com razão) que as propriedades dos

elementos não eram aleatórias, ou seja, dependiam da estrutura do átomo, e

sugeriu que essa variação ocorria com a massa atômica de um modo regular

e/ou periódico. Apesar de seu trabalho trazer uma luz sobre a variação das

propriedades dos elementos, havia várias exceções à regra que eram difíceis de

explicar. Mendeleyev percebeu que essas exceções desapareciam quando

certos pares de elementos deixavam de ficar dispostos pela ordem crescente de

suas massas atômicas. Aos elementos assim dispostos na tabela foram

atribuídos números de ordem, ou de posição, de 1 até 92. Esses números – que

não cresciam necessariamente com as massas atômicas – foram chamados

números atômicos e simbolizados por Z, porém não tinham nenhum outro

significado que não fosse um simples número de ordem na tabela. Em 1913, o

físico inglês Henry Gwyn Jeffreys Moseley (1887- 1915) estava trabalhando

com espectros de raios X dos elementos quando verificou que a raiz quadrada

da frequência dos raios X produzidos pela emissão do núcleo atômico de um

elemento era diretamente proporcional ao número atômico (Z) desse elemento.

Moseley supôs então que o número atômico (Z) representava o número de

cargas positivas do núcleo de cada átomo e, portanto, estava relacionado às

propriedades dos átomos. Essa hipótese – conhecida atualmente por lei de

Moseley – foi confirmada em 1920 pelo físico inglês sir James Chadwick

(1891-1974), que fazia parte da equipe de pesquisas de Rutherford, por meio

de medidas das cargas nucleares de vários elementos químicos, através de

experimentos com os raios canais. (FONSECA, 2016)

3.5 Massa Atômica – A

A massa atômica é definida como a somatória das massas dos prótons e nêutrons

contidos no núcleo atômico. Segundo Avancini (2009), o próton e o nêutron têm massa

aproximada e da ordem de 10-24 g. A massa atômica pode ser expressa em termos de seu

equivalente em energia, energia de repouso, de acordo com a relação de Einstein, relação

massa energia, E = m.c2.

Chung (2001, p. 40), cita que “A importância provém do fato de que, pela teoria

da relatividade especial, massa é essencialmente igual à energia.”

Assim, como citado por Chung (2001) e Avancini (2009), obtemos os valores

939,566 MeV para a massa de repouso do nêutron e 938,272 MeV para a massa de

20

repouso próton. A massa atômica pode ainda ser expressa em unidade de massa atômica

(u.m.a. ou simplesmente u), cuja equivalência em energia é 1 u = 931,494 MeV.

Fonseca (2016), diz que massa atômica oficial de cada elemento químico pode ser

obtida pela média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais do elemento.

3.6 Isótopos

O número de nêutrons no núcleo pode ser variável, de acordo com Cardoso (2012),

pois estes não têm carga elétrica. Podendo um mesmo elemento químico ter massas

diferentes. Avancini (2009), diz que com mesmo Z e valores de A diferente, tais nuclídeos

são chamados de isótopos.

Kaplan (1978, p. 164), menciona que “Soddy, em 1913, sugeriu como nome para

eles a palavra isótopos, significando o mesmo lugar na tabela periódica.”

A palavra isótopo provém do grego e significa o mesmo lugar, isto é, que ocupa

o mesmo lugar na Tabela Periódica de elementos químicos. Os isótopos

possuem propriedades químicas similares e são classificados em radioisótopos

e isótopos estáveis, dependendo de eles serem radioativos ou não. Existem na

natureza três isótopos de hidrogênio (H): o H-1, o H-2, comumente chamado

hidrogênio pesado ou deutério (D), e o H-3, também chamado trítio (T). O

trítio possui um próton e dois nêutrons no núcleo e é um radioisótopo de

hidrogênio, pois emite partícula beta e sua meia-vida física é de 12,26 anos.

(OKUNO, 2007)

Depois que a existência de isótopos foi demonstrada para elementos

radioativos, Thomson (1913), por experiências de deflexão com raios

positivos, provou que também ocorrem isótopos entre os elementos comuns.

O trabalho de Thomson foi estendido e melhorado por Aston, que desenvolveu

um novo tipo de aparelhagem de raios positivos que chamou de espectrógrafo

de massa. Aston mostrou que a maior parte dos elementos são misturas, tendo

em alguns casos até nove ou dez isótopos. Ele também foi capaz de obter

medidas muito precisas das abundancias relativas dos isótopos dos diferentes

elementos. Os usos mais importantes aos quais o espectrógrafo de massa foi

aplicado por Aston e outros foram a identificação dos isótopos e a

determinação precisa de suas massas. A massa isotópica é uma das quantidades

que podem ser mediadas diretamente, fato essencial à compreensão do núcleo

atômico, e tornar-se-á evidente a importância de medidas bastante precisas

desta quantidade. (KAPLAN, 1978, p. 165)

De acordo com Cardoso (2012), o Urânio, cujo número atômico é 92 possui 3

isótopos naturais:

U – 234, com 142 nêutrons (em quantidade desprezível);

U – 235, com 143 nêutrons (0,7%);

U – 238, com 146 nêutrons no núcleo (99,3%).

21

Kaplan (1978) cita como exemplo os elementos alumínio, berílio e outros,

que possuem apenas uma forma estável na natureza e por isso, são chamados

de nuclídeos estáveis e não de isótopos estáveis, uma vez que o termo indica a

existência de mais de um nuclídeo.

3.7 Raio Nuclear

Chung (2001), diz que o espalhamento Rutherford ou espalhamento Coulombiano

foi o processo utilizado para chegar ao modelo de núcleo atômico. No qual Rutherford

utilizou originalmente partículas alfa (2α4) para bombardear núcleos de ouro (Au79).

No espalhamento Coulombiano, o raio nuclear é definido como a distância de

máxima aproximação para uma dada energia E da partícula incidente. Em

outras palavras, se considerarmos o núcleo agora como uma esfera de raio R,

ao invés de um simples ponto, é de se esperar então que, para ângulos de

espalhamento e energias incidentes em que o parâmetro de impacto b < R, a

fórmula de Rutherford deixa de ser verdadeira, visto que o potencial aí não será

puramente Coulombiano. Forças nucleares já deverão começar a atuar, e neste

caso R passa a dar uma medida do alcance das forças nucleares. (Chung, 2001,

p. 28).

Com a análise dos resultados experimentais, foi verificado que o raio nuclear

depende de A (massa atômica), o que pode ser demonstrado por uma expressão bem

simples:

R = r0A⅓,

sendo r0 a constante do raio (cujo valor está relacionado à densidade dos núcleos no estado

fundamental).

r0 = 1,16 fm

Este valor equivale ao raio médio do volume esférico ocupado por cada núcleon

dentro do núcleo.

Avancini (2009) explica que o raio nuclear pode variar de 2x10-13 cm a 6x10-13 cm

(2 fm a 6 fm), sendo uma grandeza bem conhecida atualmente.

Para Cohen (1971) e Avancini (2009), os dados experimentais de Rutherford

mostram que o raio do núcleo é cerca de 10.000 vezes menor que o raio atômico.

3.8 Densidade Nuclear

Podemos afirmar que foram os experimentos de Rutherford em 1911 que

fundamentaram a existência do núcleo átomo, com dimensões entre 10-14 a 10-15 m. Tais

22

núcleos podem ser estudados pelo bombardeamento com partículas, uma vez que essas

partículas tenham um comprimento de onda menor que as dimensões do núcleo.

As partículas mais utilizadas para bombardear o núcleo são: alfa, prótons,

nêutrons e elétrons. É importante mencionarmos, que quando são utilizados

elétrons, o estudo do espalhamento deve ser feito utilizando as forças

eletromagnéticas entre os elétrons e os prótons do núcleo, e assim calculando

a distribuição de cargas dos prótons no núcleo. Quando são utilizadas as

partículas alfa, prótons ou nêutrons, deve-se analisar o estudo do espalhamento

medindo o potencial nuclear médio. O valor da constante r0 varia entre 1,0 fm

e 1,4 fm, dependendo da definição do raio medido. Através do estudo do

espalhamento das partículas utilizadas para bombardear o núcleo é possível

chegar aos seguintes resultados para a constante r0: quando as partículas

utilizadas são elétrons o valor encontrado é r0 = 1,0 fm; quando as partículas

utilizadas são alfa, prótons ou nêutrons, o valor encontrado é r0 = 1,4 fm, por

conveniência. (FERNANDES, 2004)

Uma das grandezas física atribuída à matéria é a densidade, uma vez que, a matéria

possui massa e ocupa lugar no espaço. Assim definimos a densidade de um corpo como

a razão entre sua massa e seu volume. Se considerarmos a massa do núcleo com sendo A

e o seu volume dado por V= 4π(r0)3/3.

Assim, a densidade nuclear será dada por:

𝜌 =𝐴

𝑉 → 𝜌 =

𝐴

(43⁄ )𝜋𝑟0

3 , em nucleons/cm3

Avancini (2009), diz que a densidade média encontrada para o átomo é da ordem

de 1014 g/cm3. Se tomarmos o número de nucleons (prótons e nêutrons) e como unidade

de medida o fermi – fm (10-15 metros), verifica-se uma densidade média equivalente a ρ

≈ 0,153 núcleons/fm3. Considerou ainda que o núcleo atômico é algo extremamente denso

e por isso um sistema bastante complexo.

De acordo com Kaplan (1978), o núcleo atômico era tido como algo de difícil

compreensão e análise pelos métodos experimentais comuns, como citado abaixo:

A densidade de matéria no núcleo oferece um indício da fonte das dificuldades

das dificuldades. [...] densidade do núcleo é de pelo menos 1012 g/cm3. Uma

densidade desta magnitude é inconcebivelmente grande, e torna-se claro que

no núcleo atômico a matéria é agrupada de uma maneira que talvez não possa

ser submetida a métodos de análise experimentais e teóricos comuns.

Consequentemente, a interpretação das propriedades nucleares dos átomos em

termos de uma teoria de estrutura nuclear apresenta grandes problemas.

Os átomos são caracterizados pelo número de prótons (P) e nêutrons (N), contidos

em seu núcleo. Sendo prótons e nêutrons que determinam toda a massa atômica (A = P +

N), uma vez que a massa dos elétrons é desprezível.

Os núcleos são objetos de uma densidade extremamente alta, como já citado, na

ordem de 1012 g/cm3. No entanto, é possível encontrar objetos que cuja densidade se

aproxima da densidade do núcleo atômico, como no caso das estrelas de nêutrons. “Elas

23

têm raio aproximadamente de 10 km, massa total da ordem da massa do Sol e uma

composição química fortemente dominada por nêutrons.” (Chung, 2001, p. 37)

3.9 Tabela Periódica

Lisboa (2010) explica que até o final do século XVIII, somente 33 elementos

químicos eram conhecidos. Em função das descobertas do XIX, houve a necessidade de

agrupar esses novos elementos segundo suas propriedades. Em 1817, o alemão Johann

Wolfgang Dӧbereiner, tentou estabelecer uma correlação entre a massa e as propriedades

de alguns elementos, colocando-os em ordem crescente de massa atômica. Ao conjunto

formado por três elementos com propriedades semelhantes ele chamou de tríade. Em

1862, o geólogo e mineralogista francês Alexandre de Chancourtois, organizou os

elementos em ordem crescente de massa atômica em um espiral. Esse modelo de

organização ficou conhecido como parafuso telúrico, onde cada volta difere em 16

unidades de massa. Em 1863, o químico inglês John Alexander Reina Newlands reuniu

56 elementos em 11 grupos, ele notou propriedades similares em pares de elementos que

diferiam em oito unidades. Suas ideias não foram bem aceitas devido ao grande número

de exceções à regra e por estar baseada com intervalos de escala musical.

Em 1869, o químico russo Dmitri Mendeleev (1834-1907) começou

a organizar seu conhecimento a respeito dos elementos químicos buscando

algum padrão de propriedades que pudesse agrupar elementos similares.

Escrevendo esses elementos em uma folha de papel, ele compreendeu que,

quando eram listados pelo peso atômico, suas propriedades se repetiam numa

série de intervalos periódicos. Assim, surgiu a tabela periódica dos

elementos.

Valendo-se desse conhecimento, o cientista conseguiu classificar os

63 elementos então conhecidos em uma tabela, prevendo a existência de

elementos ainda não identificados. Isso foi possível porque, na tabela de

Mendeleev, alguns lugares ou “quadrinhos” ficaram vazios. Quando o

elemento químico gálio foi identificado, todas as suas características já haviam

sido previstas pelo cientista russo. Foi só encaixar na tabela um cartão com os

dados do novo elemento.

Em 1913, o cientista britânico Henry Moseley (1887-1915),

aprofundando vários estudos, concluiu que o número de prótons no núcleo do

átomo de determinado elemento químico (número atômico ou Z) era sempre

um critério de organização dos elementos químicos: “As propriedades dos

elementos são uma função periódica de seus números atômicos”. A tabela

classificatória dos elementos químicos de Mendeleev, aperfeiçoada por Henry

Moseley, deu origem à tabela periódica atual. (BEMFEITO & PINTO, 2015,

p. 239)

A simples localização de um elemento químico na tabela periódica

pode indicar diversas características específicas desse elemento. Os elementos

são distribuídos na tabela em ordem crescente, da esquerda para a direita, em

linhas horizontais, de acordo com o número atômico (Z) de cada um, que fica

acima de seu símbolo. Na tabela, há sete linhas horizontais, que são

24

denominadas períodos. Os períodos indicam o número de camadas ou níveis

eletrônicos que o átomo possui. (BEMFEITO & PINTO, 2015, pp. 243/244).

A tabela periódica é constituída de 18 colunas verticais, as quais representam as

famílias ou grupos de elementos químico, nas quais seus elementos estão agrupados de

acordo com suas propriedades físicas e químicas semelhantes e, última camada com

mesmo número de elétrons. Possui ainda sete linhas horizontais que indicam os períodos

dos elementos químicos, correspondendo ao número de camadas eletrônicas preenchidas

para cada átomo. Segundo a IUPAC (sigla em inglês para – International Union of Pure

and Applied Chemistry. Traduzindo: União Internacional de Química Pura e Aplicada),

a tabela periódica atual (2017), possui 118 elementos conhecidos (ANEXO – I).

3.10 Tabela de Nuclídeos

Na tabela de nuclídeos, os elementos químicos conhecidos, estáveis e instáveis,

são dispostos tomando o número atômico Z, distribuído no eixo das ordenadas e número

de nêutrons distribuídos no eixo das abscissas.

Tabela de nuclídeos. Disponível em:

<http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/45/073/45073466.pdf >

Acessado em 25 de março de 2018.

http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/45/073/45073466.pdf

25

É observado que os elementos de número de massa pequeno, possuem o número

de prótons igual ou próximo do número de nêutrons, e à medida que o número de massa

aumenta, o número de nêutrons aumenta relativamente, chegando a ser quase 40% maior

para os últimos elementos da tabela.

3.11 Radiação Natural – Séries Radioativas

Podemos considerar o fato de que na natureza existem elementos encrustados na

crosta terrestre, cujos núcleos ativos (radioativos) emanam quantidades de radiação

diferentes para cada elemento e local do planeta. Também podemos perceber que estamos

sujeitos a grande quantidade de radiação proveniente do espaço, a radiação cósmica.

Grande parte da irradiação a que estamos submetidos deve-se à exposição

externa, da qual cerca da metade se deve à radiação cósmica e a outra metade,

a radionuclídeos naturais. A radiação cósmica primária provém do espaço

interestrelar e no topo da atmosfera é constituída de prótons (85%), partículas

alfa (14%) e núcleos de número atômico entre 3 e 26 (1%). A intensidade da

radiação cósmica a 2.000 e 3.000 m de altitude é, respectivamente, cerca de

duas a três vezes maiores que aquela ao nível do mar. Portanto, a intensidade

da radiação cósmica varia de local para local, dependendo da latitude e da

altitude, porém parece ter se mantido constante durante milhares de anos, para

um dado local da Terra. A quantidade de radiação gama proveniente de

radionuclídeos naturais existentes na crosta terrestre e que contribui para a

exposição externa, também varia muito de local para local. (OKUNO, 2007).

Sabemos que na natureza existem elementos radioativos e que, ao longo do tempo

realizam transmutações ou “desintegrações” sucessivas, emitindo radiação alfa, beta ou

gama, até que o núcleo atingir uma configuração estável.

Em cada decaimento, os núcleos emitem radiações dos tipos alfa, beta e/ou

gama e cada um deles é mais “organizado” que o núcleo anterior. Essas

sequências de núcleos são denominados: séries radioativas ou famílias

radioativas naturais. No estudo da radioatividade, constatou-se que existem

apenas 3 séries ou famílias radioativas naturais, conhecidas como: série do

urânio, série do actínio e série do tório. A série do Actínio, na realidade, inicia-

se com o Urânio-235 e tem esse nome, porque se pensava que ela começava

pelo Actínio-227. As três séries naturais terminam em isótopos estáveis do

chumbo, respectivamente: chumbo – 206, chumbo – 207 e chumbo – 208.

(CARDOSO, 2012, p. 21).

A cada emissão alfa ou beta, segundo Kaplan (1978) e Cardoso (2012), há uma

variação do número de prótons no núcleo, isto é, o elemento se transforma ou se transmuta

em outro, de comportamento químico diferente ou se torna um isótopo do elemento

original.

Um nuclídeo inicial (núcleo pai) sofre decaimento e se torna um nuclídeo diferente

(núcleo filho), também radioativo, que por sua vez sofre decaimento e se torna um novo

26

nuclídeo e assim, após sucessivos decaimentos, chega a um nuclídeo estável finalizando

a série de atividade radioativa.

Cardoso (2012) sugere que o termo mais apropriado é decaimento radioativo,

indicando a diminuição gradual de massa e atividade. Os núcleos instáveis de uma espécie

denominados radioisótopos sofrem decaimentos sucessivos e não instantâneos. As

emissões de radiação são feitas de modo imprevisto não sendo possível determinar o

momento em que determinado núcleo irá emitir radiação. Haja visto que para uma grande

quantidade de átomos existentes em uma amostra de material radioativo podemos esperar

um certo número de emissões ou transformações em cada segundo, temos uma maior

probabilidade de tal emissão ocorrer. A essa “taxa” de decaimento é denominada

atividade da amostra.

A atividade de uma amostra radioativa é o número de desintegrações nucleares de

seus átomos na unidade de tempo, e diminui para a metade do valor anterior a cada meia-

vida física. A unidade de atividade de uma amostra no SI, é o Becquerel (Bq). A unidade

anteriormente utilizada era o curie (Ci), definido como sendo a atividade de 1 g de rádio:

1Bq = 1 desintegração/segundo e, 1 Ci = 3,7.1010 desintegrações/segundo.

Os elementos radioativos naturais ou artificiais sofrem decaimento radioativo a

uma taxa que lhe é característica, sendo a meia-vida para este elemento o tempo

necessário para que sua atividade seja reduzida à metade da atividade inicial.

Como resultado das pesquisas físicas e químicas sobre os elementos

radioativos que ocorrem na natureza, provou-se que cada nuclídeo radioativo

é um membro de uma de três longas cadeias, ou séries radioativas, que se

estendem através da última parte da tabela periódica. Estas séries são chamadas

de série do urânio, actínio e tório, respectivamente, nomes que correspondem

aos elementos no topo da série, ou nas suas proximidades. Existem três séries

radioativas naturais. (KAPLAN, 1978, p. 206).

No anexo II, estão representadas as três séries radioativas naturais, a saber: a série

do Urânio – 238, a série do Tório-232 e a série do Actínio-(Urânio-235).

3.12 Decaimentos Nucleares

As mudanças (decaimentos) que ocorrem com o núcleo radioativo determinam

suas novas propriedades, pois a cada transformação sofrida tem-se um novo elemento ou

um isótopo mais estável do núcleo pai. Dependendo de sua energia o núcleo pode ser

mais ou menos instável, o que determina o tipo de decaimento que ele sofrerá.

As propriedades das radiações das substâncias radioativas têm sido

cuidadosamente estudadas desde a descoberta da radioatividade. O interesse

27

inicial nestas radiações estava relacionado com as séries de transformações do

uranio, tório e actínio. Este interesse foi estendido às informações que as

radiações dão sobre o núcleo e as mudanças de energia em suas

transformações. Medidas precisas das energias das radiações emitidas pelos

radionuclídeos naturais levaram à ideia de estados nucleares de energia

análogos aos estados atômicos de energia, e o estudo das radiações emitidas

tanto pelos radionuclídeos naturais como artificiais resultou na acumulação de

uma grande quantidade de informações sobre níveis nucleares. Teorias da

emissão de raios α, β e γ foram desenvolvidas, e a combinação de

conhecimento experimental e teórico destes processos forma um dos grandes

ramos da física nuclear. (KAPLAN, 1978, p. 253).

3.12.1 Radiação alfa – α

Constituindo uma das formas de estabilização do núcleo atômico, as partículas

alfas (α) são constituídas por dois prótons e dois nêutrons e, de uma energia associada à

sua emissão.

De acordo com Cardoso (2012), “São as radiações alfa ou partículas alfa, na

realidade núcleos de Hélio (He), um gás chamado “nobre”, por não reagir quimicamente

com os demais elementos.” Segundo o autor, as partículas alfa são as radiações mais

ionizantes por terem carga +2 e, por ter maior massa, seu poder de penetração na matéria

é bem pequena, sendo bloqueada por um fina folha de papel ou alguns centímetros no ar.

Okuno (2007), diz que as partículas alfa conseguem atingir apenas a superfície da

pele humana. A autora afirma ainda que:

Entretanto, a ingestão ou a inalação de radionuclídeos emissores de partículas

alfa pode trazer sérias consequências ao ser humano, uma vez que elas

produzem alta densidade de ionização, isto é, sua deposição de energia por

unidade de comprimento é muito grande. (OKUNO, 2007)

Kaplan (1978), cita que as partículas alfa são facilmente absorvidas e que, as

partículas emitidas por uma fonte, no ar, podem ser contadas pelo números de cintilações

percebidas numa tela de sulfeto de zinco, a partir das quais descobre-se que o seu número

dessas cintilações permanece praticamente constante até uma certa distância R da fonte,

caindo rapidamente a zero. Isto mostra o alcance (R) das partículas, que está relacionada

com sua energia inicial. O autor afirma que as “Partículas alfa perdem uma grande fração

de sua energia em ionização ao longo de suas trajetórias”.

A taxa de ionização causada por uma partícula alfa depende do número de

moléculas e da maneira que ela atinge em sua trajetória.

Com mais detalhes Kaplan (1978, pp. 257/258), cita que:

28

Um elétron e o íon positivo que resulta da sua remoção de um átomo formam

um par de íons, e a intensidade da ionização causada pelas partículas é expressa

pela ionização específica, definida como o número de pares de íons formados

por milímetro de trajetória do feixe.

Em relação à constante de desintegração das partículas alfas, o autor afirma que:

[...] a constante de desintegração varia de maneira extremamente rápida devido

a pequenas mudanças na energia. Os nuclídeos de vida mais longa emitem as

partículas α menos energética, enquanto que os nuclídeos de vida mais curta

emitem as partículas α mais energéticas. (KAPLAN, 1978).

A energia de uma partícula alfa emitida por um nuclídeo, está inversamente

proporcional à meia-vida radioativa desse nuclídeo emissor.

3.12.2 Radiação beta – β

Como resultante da conversão de um nêutron em próton, o núcleo atômico pode

se estabilizar pela emissão de uma partícula negativa, um elétron (-1), chamada de

partícula beta (β).

As partículas beta, assim denominadas para indicar a origem nuclear, são

elétrons (beta menos) e pósitrons (beta mais). Estes últimos são partículas

idênticas ao elétron, exceto no sinal da carga elétrica, que é positivo. Uma

partícula beta é mais penetrante, produz uma densidade de ionização menor e

possui um alcance maior que uma partícula alfa de mesma energia. (OKUNO,

2007).

Cardoso (2012), diz que “No caso de existir excesso de carga positiva (prótons),

é emitida uma partícula beta positiva, chamada pósitron, resultante da conversão de um

próton em um nêutron”.

Ainda segundo o autor, podemos distinguir as partículas betas emitidas pelo

núcleo. “Portanto, a radiação beta é constituída de partículas emitidas por um núcleo,

quando da transformação de nêutrons em prótons (partícula beta) ou de prótons em

nêutrons (pósitrons)”.

“Descobriu-se nas primeiras experiências que as partículas β emitidas pelos

nuclídeos radioativos naturais podem ter velocidades de até 0,99 da velocidade da luz.”

(KAPLAN, 1978, p. 238)

Se comparadas com as partículas alfas, as partículas betas têm maior poder de

penetração e menor poder de ionização.

29

“Dependendo de sua energia, a maioria das partículas beta, que são elétrons de

origem nuclear, podem percorrer até poucos metros no ar e têm um poder ionizante bem

menor do que as partículas alfa”. (CARDOSO, 2012, p. 23).

Em geral, as energias das partículas β, tanto positivas como negativas, são

menores que as das partículas α emitidas pelos nuclídeos radioativos. A maior

parte das partículas β tem energias menores que 4 MeV, enquanto quase todas

as partículas α têm energia superior a 4 MeV. Com a mesma energia cinética,

a partícula β, por causa de sua massa muito menor, se desloca muito mais

rapidamente que a partícula α. Uma partícula α com uma energia de 4 MeV tem

uma velocidade de cerca de 1/20 da velocidade da luz, mas um elétron de 4

MeV pode ter uma velocidade próxima de 0,995 da velocidade da luz.

(KAPLAN, 1978, p. 283).

De acordo com Kaplan (1978), as partículas β devem ser estudadas do ponto de

vista relativístico, devido suas grandes velocidades.

Em relação ao princípio da conservação da energia no decaimento beta, postulou-

se a existência de uma partícula de massa extremamente pequena e carga nula, o neutrino.

Kaplan (1978, pp. 298/299), fala sobre a teoria de Fermi para o decaimento beta,

como citado a seguir:

A teoria de Fermi do decaimento β e suas extensões, baseadas na hipótese do

neutrino, obtiveram sucesso ao explicar todas as características do decaimento

β. A teoria de Fermi está baseada nas seguintes ideias. Quando um núcleo

emite uma partícula β, sua carga muda de uma unidade, enquanto que sua

massa praticamente não muda. Quando a partícula β ejetada é um elétron, o

número de prótons no núcleo aumenta de um, e o número de nêutrons decresce

de um. Na emissão de pósitrons, o número de prótons decresce de um e o

número de nêutrons aumenta de um. Transformações beta podem então ser

representadas pelos seguintes processos:

β- -emissão: 0n1 1H1 + -1e0 + v,

β+ -emissão: 1H1 0n1 + 1e0 + v,

onde v representa o neutrino.

A hipótese do neutrino e a teoria desenvolvida por Fermi se aplicam também

ao processo da captura de elétron orbital, que pode ser representada pela

equação,

1H1 + -1e0 0n1 + v. De acordo com Chung (2001, p. 211), “A teoria de Fermi para o decaimento beta

tem por base a teoria da perturbação, o que permite a aplicação imediata da famosa regra

de ouro de Fermi.” (Grifo nosso)

3.12.3 Radiação gama – γ

A radiação gama é uma das radiações mais penetrantes, embora seu poder de

ionização seja relativamente baixo se comparados com as partículas alfa e beta.

Cardoso (2012), explica que,

Geralmente, após a emissão de uma partícula alfa (α) ou beta (β), o núcleo

resultante desse processo, ainda com excesso de energia, procura estabilizar-

30

se, emitindo esse excesso em forma de onda eletromagnética, da mesma

natureza da luz, sem carga elétrica, mas com energia muito maior, denominada

radiação gama (γ).

Okuno (2007), explica que as ondas eletromagnéticas são constituídas de campos

elétricos e magnéticos oscilantes que se propagam no vácuo à velocidade da luz, sendo

exemplos de tais ondas: ondas de rádio, TV, micro-onda, radiação infravermelha, luz

visível, radiação ultravioleta, raios X e raios gama. Diferindo entre si pela frequência e

com comprimento de onda.

A energia de uma onda eletromagnética é quantizada, isto é, ela só pode

assumir valores discretos. Na interação da radiação eletromagnética com a

matéria, a absorção e a emissão de energia só ocorrem em quantidades

discretas de energia denominadas quanta ou fótons. A energia E de um fóton é

dada por:

E = hf,

onde h é uma constante universal chamada constante de Planck e vale 4,14.10-

15 eV.s e f é a frequência da onda eletromagnética. (OKUNO, 2007).

De acordo com Chung (2001), a energia de excitação de um núcleo pode ser

definida como:

Eexc = E* - E0.

Onde; E* equivale à energia do núcleo excitado, E0 equivale à energia do núcleo

no estado fundamental e Eexc equivale à energia de excitação.

“Em geral, como a energia necessária para emissão de partículas é da ordem

da energia de separação de nêutron ou próton (aproximadamente 8 MeV), a

desexcitação do núcleo se faz mais facilmente via decaimento gama, com a

emissão de um ou vários gamas.” (CHUNG, 2001, p. 179) A emissão de raio gama pode realizar-se de uma estado excitado inicial de energia

para um estado excitado final de energia, assim:

ΔE = Ei - Ef.

Onde: Ei equivale à energia de um estado excitado inicial, Ef equivale à energia

de um estado excitado final e ΔE equivale à energia disponível para o decaimento.

De acordo com Kaplan (1978, p. 352), “A emissão de um elétron de conversão

interna após o decaimento radioativo implica que a reorganização do núcleo produtos

ocorre depois que o processo de decaimento ocorreu.” O autor cita ainda que:

Provou-se sem sombra de dúvida que a energia liberada na conversão interna

é a mesma que a liberada na emissão de um raio γ, de modo que ambos os

processos representam a mesma reorganização do núcleo produto, e a emissão

do raio γ deve portanto seguir a da partícula α e β. (p. 352) Vale ressaltar que as emissões não ocorrem de maneira individual e sim, de

maneira conjugada. Sempre após uma emissão de partícula, seja alfa ou beta, ocorre a

emissão de energia na forma de radiação gama.

31

3.13 Reações Nucleares

3.13.1 Fissão Nuclear

“A descoberta da fissão nuclear foi um dos resultados das tentativas de se fazer

elementos transurânicos de número atômico maior que 92 por meio de reações seguidas

do decaimento β do núcleo produto.” (KAPLAN, 1978)

É definida como a divisão de um núcleo atômico pesado, por exemplo, do urânio-

235 ou plutônio-239, em núcleos menores, ao serem atingidos por um nêutron, liberando

grande quantidade de energia.

“Se todos os núcleos de 1 quilograma de urânio-235 se desintegrassem pela fissão,

seria liberada mais de um milhão de vezes a quantidade de energia produzida na queima

de 1 quilograma de petróleo.” (HELENE, 1996)

Cardoso (2012), explica que “em cada reação de fissão nuclear resultam, além dos

núcleos menores, dois a três nêutrons, como consequência da absorção do nêutron que

causou a fissão.”

A reação em cadeia ocorre mediante a liberação sucessiva de nêutrons por cada

núcleo fissionado, que irá fissionar um novo núcleo que, por sua vez liberará outros

nêutrons e assim, sucessivamente.

“A forma de controlar a reação em cadeia consiste na eliminação do agente

causador da fissão: o nêutron. Não havendo nêutron não há reação de fissão em cadeia.”

(Cardoso, 2012). O autor (p. 13) cita ainda que:

Os elementos químicos, como o boro, na forma de ácido bórico ou de metal, e

o cádmio, em barras metálicas, têm a propriedade de absorver nêutrons, porque

seus núcleos podem conter ainda um número de nêutrons superior ao existente

em seu estado natural, resultando na formação de isótopos de boro e de cádmio.

De acordo com Helene (1996), nos EUA, num laboratório em Chicago, o físico

italiano Enrico Fermi conseguiu liberar a energia nuclear de uma amostra de Urânio-235.

O processo envolveu o bombardeamento da amostra com nêutrons velozes, o deu início

à reação em cadeia. Junior (2009) cita que:

O reator era abastecido com urânio natural embebido em blocos de grafite,

tendo a fissão ocorrido no isótopo do urânio-235. A partir daí, viabilizou-se a

construção das letais bombas atômicas, lançadas contra Hiroxima e Nagasaki,

em agosto de 1945, com as terríveis consequências que temos pleno

conhecimento.

32

Kaplan (1978), diz que a energia dos nêutrons velozes necessária para fissionar o

núcleo de U235 ou U238 devem ser maiores que 1 MeV. É comum o uso de nêutrons velozes

no bombardeio de núcleos, a fim de fissioná-los, mas é possível o uso de partículas alfa

de grande energia, prótons, dêuterons e raios γ.

3.13.2 Fusão Nuclear

A reação de fusão constitui uma união de núcleos em altíssimas temperaturas, com

a liberação de colossal quantidade de energia.

Em relação à conservação das massas durante a fusão, Junior (2009), cita que:

“Verifica-se que a massa do núcleo (mnúcleo) é menor que a soma das massas individuais

dos núcleons (Σ mnúcleons) que o formam. Assim, a diferença entre essas massas é dada

por: Δm = Σ mnúcleons - mnúcleo.”

O autor refere ainda que,

“A energia de ligação do núcleo pode, então, ser calculada pela equação de

Einstein: ΔE = Δm.c2.”

Por conseguinte, quando núcleons se juntam e se fundem para formar um

núcleo mais pesado, há liberação de energia, que corresponde à energia de

ligação, isto é, à energia que o núcleo formado deveria receber para que fossem

liberados os núcleons originais. No processo que ocorre no Sol, núcleos de

hidrogênio unem-se para formar núcleos de hélio e, como subproduto dessa

reação nuclear, é liberado uma enorme quantidade de energia. A reação nuclear

que ocorre no Sol pode ser escrita simplificadamente do seguinte modo:

4 1H1 2He4 + 2 e+ + 26 MeV.

Em princípio, parece simples. Entretanto uma reação desse tipo exige pressões

extremamente altas e temperaturas da ordem de 20 milhões de Kelvins. Essa é

umas das razões pelas quais as usinas nucleares ainda não se utilizam da fusão

nuclear. Nos procedimentos experimentais, o gasto de energia para se obterem

as condições necessárias à realização do processo é maior que a quantidade de

energia obtida dele. (JUNIOR, 2009).

Para que ocorra a fusão de dois núcleos atômicos, os mesmos devem vencer em

primeiro lugar a força de repulsão coulombiana, que é a força de repulsão elétrica entre

as cargas positivas do núcleo que forma uma espécie de barreira. A “altura da barreira

coulombiana” depende da carga e do raio desses núcleos e, para vencê-la deve-se

aumentar a temperatura para que os núcleos adquiram energia suficiente.

De acordo com Chung (2001) a obtenção da energia limiar por exigir altas

temperaturas incorrem em dois sérios obstáculos experimentais. A saber: 1º) A energia

injetada no processo é maior que a energia extraída dele e, 2º) Como manter o processo

estável a tão altas temperatura.

33

Chung (2001) cita ainda que estabilidade do processo de fusão pode ser

conseguido de duas maneiras distintas, por confinamento magnético e confinamento

inercial. O primeiro é conseguido com o uso de super magnetos e, o segundo por um feixe

de laser de alta potência que aquece e comprime a amostra (prótons por exemplo) antes

que ocorra separação. Este segundo caso se processa continuamente no interior do sol sob

ação da gravidade.

O processo de fusão ainda requer tecnologia adequada e aperfeiçoamento, para

que possa gerar mais energia do que requer para sua efetivação.

3.14 Alguns Erros e Acidentes no Uso da Física

Existem dois pontos de grande relevância ao se tratar da Física Nuclear em sala

de aula: o primeiro diz respeito à construção de artefatos bélicos (bombas nucleares) e o

segundo, está relacionado aos acidentes envolvendo material radioativo ou fontes

radioativas. Tais assuntos são fonte de grande curiosidade por parte de alguns alunos e

também aguçam a curiosidade e o interesse de outros alunos, levando-os a participarem

de forma mais efetiva. Assim, não poderiam estar à parte deste trabalho.

“Um acidente é considerado nuclear, quando envolve uma reação ou equipamento

onde se processe uma reação nuclear. Um acidente com uma fonte radioativa, como o do

césio – 137 é um acidente radioativo.” (Cardoso, 2012)

3.14.1 As Bombas Atômicas de Hiroshima e Nagasaki

Com a descoberta do poder da energia contida nos núcleos atômicos e o possível

controle dessa energia deu-se início à construção de uma arma de destruição em massa, a

bomba atômica. Para que a bomba nuclear possa explodir, é necessário que ela seja feita

com material físsil (núcleos mais instáveis possíveis de serem quebrados), no qual se

desenvolve uma reação em cadeia que deve ser rápida, e se for de urânio deve conter uma

quantidade muito concentrada, contendo o isótopo do urânio–235, enriquecido acima de

90%.

A bomba de Urânio-235 recebeu o nome de “Little Boy” (pequeno garoto)

e a bomba de Plutônio-239, recebeu o nome de “Fat Man” (homem gordo).

34

No dia 5 de agosto de 1945, a Little Boy embarcou no avião B – 29, batizado de Enola Gay, que decolou da base de Tinan. “O esquadrão que voaria para Hiroshima, arriscando suas vidas em nome dos Estados Unidos, de Deus e da Paz, compartilham a mesma crença dos japoneses que morreram e mataram durante a mesma guerra em nome de seu imperador, personificação de seu deus e de seu país. [...] O autoritarismo imposto àqueles que cumpriam ordens com excelência se dava por meio da ideologia de que lutavam por algo divino contra o mal e a favor da paz. (NAKAGAWA, 2014)

Segundo Nakagawa (2014), no dia 6 de agosto de 1945, às 8:15 h, um avião

norte americano, denominado Enola Gay deixa cair sobre a cidade de Hiroshima

a bomba de Urânio-235, com cerca de 15 kilotons (1 kiloton = 1.000 toneladas

de dinamite). Ela caiu por cerca de 43 segundos e explodiu nos ares a cerca de

600 metros de altura do solo, potencializando sua força destrutiva. A explosão

gerou uma grande bola de fogo, um minissol, emitindo uma luz intensa, muito

calor (cerca de 3.500°C no epicentro) e uma forte onda de choque. O rastro de

destruição se alastra por quilômetros, sendo destruição e incineração total num

raio de 2 km do epicentro da explosão, vitimando cerca de 80.000 mil vidas. Em

9 de agosto de 1945, a bomba de plutônio-239 com cerca de 20 kilotons, é

lançada sobre a cidade de Nagasaki, escolhida pelas condições climáticas

favoráveis. Semelhantemente à bomba de Urânio-235, foram vitimadas cerca de

70.000 vidas.

Milhares de pessoas morreram instantaneamente, outros milhares nas

primeiras horas e ainda milhares no tempo futuro, vítimas dos efeitos da radiação

sobre o organismo. A vitória americana e a rendição japonesa marcaram uma

nova era para a humanidade em termos de paz e guerra.

3.14.2 Acidente com Fonte de Cobalto – 60, México

Este acidente foi semelhante ao de Goiânia, ocorrera quatro anos antes, levando

as autoridades a preocupar-se no México e nos Estados Unidos.

Okuno (2007), relata que em 1983 uma fonte contendo 6.010

micrométricas pastilha de cobalto-60 proveniente de um aparelho de

radioterapia, em Juarez no México, foi levada para um ferro-velho onde foi

desmontado e separadas as suas partes. As sucatas foram levadas para duas

fundições no México e uma nos EUA para serem transformadas em barras de

35

aço. O material produzido e comercializado foi rastreado e recolhido. A atividade

dessa fonte era de 450 Ci.

[...] o aparelho foi levado de um depósito hospitalar a um ferro-velho, onde foi desmantelado, todas as pastilhas espalhadas. [...] Felizmente, nesse acidente não houve nenhuma morte, e em outubro de 1987, um rapaz, ainda jovem, trabalhador do ferro-velho, continuava estéril, e três mulheres irradiadas na época deram nascimento a crianças saudáveis. (OKUNO, 2007)

Tal situação decorreu diretamente do erro no descarte do equipamento

contendo a fonte de Cobalto-60, que não deveria estar em lugar desapropriado.

3.14.3 Acidente com Fonte de Césio – 137, Goiânia

No século passado, os brasileiros sentiram o drama do efeito radioativo

no coração do país, precisamente na cidade de Goiânia estado de Goiás. De

acordo com Okuno (2007), a “Sociedade Brasileira de Física formou uma

Comissão de Acompanhamento da Questão nuclear”, para apurar as

informações sobre esse acidente, agregando dados sobre causas e efeitos,

respostas que ficaram cargo da CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear).

O acidente em si, não foi de grandes proporções geográficas, mas as

perdas humanas tiveram grande significado e seu impacto pode ser sentido,

conforme os relatos a seguir:

No dia 1º de outubro de 1987, os brasileiros tomaram conhecimento de um

acidente radioativo ocorrido na cidade de Goiânia, Estado de Goiás, através

dos jornais. Um aparelho de radioterapia em desuso tinha sido levado no dia

13 de setembro por dois catadores de papel de um prédio abandonado e, 6 dias

depois, vendido a um ferro-velho. O acidente não teria sido tão trágico se a

fonte de Césio-137, um cilindro metálico de 3,6 cm de diâmetro por 3,0 cm de

altura, contida no aparelho, não tivesse sido violada. No interior do cilindro

havia pó de cloreto de césio empastilhado juntamente com um aglutinante e a

atividade da fonte, na época da violação, era de 1.375 curies.

No dia 13 de setembro um dos catadores de papel teve vômito que ele mesmo

atribuiu ao fato de ter comido manga com coco, e no dia 15 ele procurou

assistência médica por causa de queimaduras na mão e no braço. No dia 23,

esse rapaz foi internado no Hospital Santa Rita onde permaneceu durante 4

dias, quando foi transferido para o Hospital de Doenças Tropicais. O outro

catador de papel também teve vômitos no dia 13, e no dia 14 do mês seguinte

teve que amputar o antebraço direito.

Os dois catadores de papel venderam parte do equipamento por Cz$ 1.500,00,

no dia 19 de setembro, ao dono de um ferro-velho, que levou a maior parte da

fonte para a sala de sua casa no dia 21 de setembro. Uma luz azulada,

proveniente do misterioso pó contido na fonte, encantou as pessoas que a

36

violaram. O dono do ferro-velho distribuiu um pouco desse pó que parecia

purpurina a parentes e amigos, dando início à contaminação pelo césio–137 de

aproximadamente 250 pessoas e uma dezena de localidades. O dono do ferro-

velho afirmou em uma de suas primeiras entrevistas que esteve com a fonte

durante 8 dias.

Maria Gabriela, a esposa do dono do ferro-velho, teve a intuição de que o mal-

estar que seus familiares também passaram a sentir poderia ser devido ao

pedaço da fonte guardado dentro de sua casa. Auxiliada, então, por um dos

empregados do ferro-velho, levou o pedaço da fonte dentro de um saco

plástico, em um ônibus, para o Centro de Vigilância Sanitária, no dia 28 de

setembro, dizendo: “Meu povo está morrendo”. O médico do Centro, após

vários diagnósticos, solicitou a presença de um físico, desconfiando que os

sintomas descritos fossem consequência de contaminação por material

radioativo.

No dia 29 de setembro, às 15 horas, a Comissão Nacional de Energia Nuclear

(CNEN) foi avisada do acidente, logo após a confirmação da suspeita. O

diretor do Departamento de Instalações Nucleares da CNEN chegou à Goiânia

na madrugada do dia 30, juntamente com mais dois técnicos da CNEN,

acionando, a partir de então, um plano de emergência. No dia 1º de outubro,

seis pacientes foram enviados ao Hospital Naval Marcílio Dias no Rio e

Janeiro, e no dia 3, mais quatro.

A primeira vítima, Maria Gabriela Ferreira, com 37 anos de idade, que havia

entrado em contato com o césio-137 pela primeira vez no dia 21 de setembro,

quando foi examinada em um hospital porque estava com diarreia e vômitos,

morreu no dia 23 de outubro de 1987. No mesmo dia, horas mais tarde, foi a

vez de sua sobrinha, Leide das Neves Ferreira, uma menina e apenas 6 anos,

que passou a purpurina pelo corpo e ingeriu um pouco do pó de césio-137, ao

segurar o pão que comia com a mão contaminada, no dia 24 de setembro. Nos

dias 27 e 28 de outubro morreram, respectivamente, Israel Batista dos Santos

(22 anos) e Admilson Alves de Souza (18 anos), funcionários do ferro-velho,

que manusearam o equipamento no dia 19 de setembro (OKUNO, 2007. Pg.

1-3).”

Diferentemente do caso mexicano, o do Brasil produziu vítimas diretas e indiretas.

Mediante o trabalho realizado pela equipe do CNEN, meses depois todo material

contaminado havia sido removido e/ou confinado em túmulos de concreto. Os cidadãos

puderam voltar à vida normal, não havendo riscos para o ambiente e para as pessoas na

região próxima ao local do acidente.

3.14.4 Usina Nuclear de Windscale, Inglaterra

A usina nuclear de Windscale localizada no Reino Unido, possuía um reator com

núcleo de grafite e sistema de refrigeração a ar. O incêndio começou durante a operação

normal do reator, pelo superaquecimento do núcleo de grafite.

De acordo com Okuno (2007), foi em 1957, ao se tomar a medida dos níveis de

radiação, que foram detectadas anormalidades no reator militar nº 1 de Windscale. A

concentração de radionuclídeos estava 10 vezes maior que o normal. Houve a liberação

para atmosfera de cerca de 32.000 Ci de atividades. Os radionuclídeos liberados: Iodo: I

37

- 131 e Telúrio: Tl - 131.

Segundo Xavier et al (2007, pg 85), também foram liberados radionuclídeos de

césio-137. Os autores citam ainda que “felizmente, devido ao decaimento natural da

radiação depositada, a terra hoje não apresenta contaminação detectável”.

3.14.5 Usina Nuclear de The Miles Island - TMI, Estados Unidos

A usina nuclear de Three Mile Island está localizada no rio Susquehanna, na

Pensilvânia, EUA, próxima à capital Harrisburg. Neste acidente nuclear não houve

vítimas humanas e a quantidade de material liberado para a atmosfera foi pequeno, mas

suficiente para colocar as autoridades em alerta.

Segundo dados da Agência Internacional de Energia Atômica – AIEA (2018), A

usina conta com duas unidades de 900 MW com reatores a água pressurizada. O acidente

tem início por volta das 4:00 da manhã na quarta-feira, 28 de março de 1979, quando

ocorreu perda do abastecimento de água para os geradores de vapor. Devido a um erro de

manutenção, as válvulas de conexão entre as bombas e os geradores de vapor estavam

fechadas, mas deveriam abrir. A imagem mental que os operadores tinham da situação

não era real, mas as decisões e ações foram tomadas com base nessa imagem mental.

Como o sistema de resfriamento primário e do sistema de resfriamento do núcleo estavam

completamente desligados, isso levou o núcleo do reator a acumular grande quantidade

de calor causando a ebulição da água de resfriamento e, não havendo reposição de água

do sistema de resfriamento a temperatura do revestimento do núcleo chegou a 1300 °C.

Neste momento houve vazamento de produtos de fissão de combustível para o sistema

primário e de lá para a contenção. Finalmente foi declarado um estado de emergência.

Apesar da situação catastrófica e a significativa transferência de radioatividade para a

contenção, as consequências radiológicas imediatas na área circunvizinhas foram

minimizadas, observando-se que de fato a contenção cumpriu seu papel. O material

radioativo lançado no fora da contenção se deve ao fato de terem sido ligadas as bombas

de transferência, ainda que por curto espaço de tempo. Este lançamento foi estimado em

13 milhões de Curies de Xenônio e cerca de 10 Curies de Iodo, com consequências

limitadas.

Embora não tenham sido registradas doenças ou mortes devido a este acidente,

gerou grande preocupação em relação à segurança das usinas nucleares de

potência por parte do público norte-americano. Como resultado, nenhum novo

38

reator de potência foi instalado nos EUA desde este período. (XAVIER et al,

2007)

Vale considerar que o acidente nuclear de TMI se deu por falha operacional e

técnica, uma vez que os equipamentos apresentavam leituras falsas.

3.14.6 Usina Nuclear de Chernobyl, na Antiga União Soviética

O acidente ocorrido na usina nuclear de Chernobyl, pode ser considerado o

acidente de maior proporção da história das usinas nucleares de todo o mundo, uma vez

que suas consequências alcançaram proporções continentais, contando com uma grande

quantidade de material radioativo liberado para a atmosfera.

No ano de 1986, segundo Cardoso (2012), o reator nuclear a baixa potência da

usina de Chernobyl entrou em colapso logo após um superaquecimento. Testes eram

realizados sem que o sistema de segurança estivesse funcionando, o sistema de

refrigeração não foi suficiente para manter a refrigeração dos elementos combustíveis.

Helene (1996), afirma que a água do sistema de refrigeração na forma de vapor

vazou para o núcleo do reator, entrando em contato com o combustível superaquecido.

Houve a decomposição das moléculas de água liberando hidrogênio. Devido a interação

do hidrogênio em alta temperatura com o gás oxigênio, seguiu-se uma grande explosão

liberando imensa quantidade de poeira radioativa para a atmosfera.

Como se não bastasse, um grande incêndio se iniciou devido ao grafite

superaquecido que entra em combustão espontânea, contribuindo para emissão de

material radioativo para a atmosfera, semelhante ao que ocorreu na usina de Windscale,

visto que em Chernobyl houve uma grande explosão.

No acidente do reator número 4 da central nuclear de Chernobyl foram

liberados na atmosfera radionuclídeos com mais de 43 milhões de curies de

atividade, contaminando quase toda a Europa. Após o acidente, o prédio do

reator foi todo concretado e acabou transformando-se em um mausoléu.

Através de alimentos importados, as consequências desse acidente acabaram

também por nos atingir. (OKUNO, 2007) Mais de 40 radionuclídeos diferentes escaparam do reator em consequência

do incêndio nos primeiros 10 dias após o acidente, entre eles elementos e

compostos altamente voláteis, como iodo (I-131), sais de césio (Cs -137) e

estrôncio (Sr-90). Césio radioativo, com meia-vida de 30 anos, foi o isótopo

disperso mais perigoso, tendo contaminado uma região entre 125.000 e

146.000 km2. (XAVIER et al, 2007)

39

Mais uma vez podemos associar falha humana com falha de equipamentos, à

semelhança do acidente na usina de TMI, em Chernobyl a falha humana foi fator

limitante, diferenciando na proporção dos danos e das vítimas.

3.14.7 Usina Nuclear de Fukushima, Japão

Sabemos que o Japão é um país formado por inúmeras ilhas, e está situado na

linha de instabilidade, conhecida como linha de fogo do pacífico, sujeito a grandes

terremotos causados por abalos sísmicos na calha oceânica.

No ano de 2011, a costa japonesa foi atingida por uma sequência de ondas de

grande proporção - tsunami, que foram formadas por causa de um abalo sísmico ocorrido

a cerca de 30 Km abaixo da calha oceânica. A região na qual está localizada a usina de

Fukushima foi a que sofreu maior impacto devido aos estragos causados em suas

instalações.

Os danos causados pelos tsunami, de acordo com Cardoso (2012) e Schimidt

(2018), acarretaram falha no sistema de refrigeração dos reatores, o que causou fusão

parcial dos núcleos, expondo ao ambiente grande quantidade de material radioativo.

Schimidt (2018), chama a atenção para o fato de que “o acidente de Fukushima em

2011 acendeu o alerta quanto à segurança e à confiabilidade das usinas nucleares. Boa

parte dos países que usam a tecnologia reviram suas políticas de segurança.”

Por medida de segurança, de forma gradual, o Japão começou, a partir daquele episódio, a desligar seus reatores comerciais. Segundo a World Nuclear Association (WNA), em 2010, a energia nuclear correspondia a 29,2% da matriz energética do país, índice que caiu para 18,1% em 2011 e despencou para 2,1% em 2012; em 2013 caiu para 1,7%, até chegar a zero em 2014. Contudo, a queda gerou um déficit energético e o Japão precisou importar energia. (SCHIMIDT, 2018)

Considerando as ocorrências de acidentes em usinas nucleares pelo

mundo, podemos notar que o homem não está preparado para lidar com as

forças da natureza. No caso de Fukushima, mesmo tendo previsto terremotos

(neste caso chegou a 8,9 na Escala Richter) e tsunamis (ondas com mais de 10

metros de altura), não puderam prever suas proporções.

40

3.15 Aplicações da Física Nuclear

3.15.1 Medicina

Uma das áreas mais promissoras para a sociedade é a medicina, diretamente ligada

à área da saúde. É comum ouvirmos pessoas próximas e até mesmo noticiários que falem

sobre as aplicações da Física Nuclear na área médica.

A medicina nuclear é a área da medicina onde são utilizados os radioisótopos,

tanto em diagnósticos como em terapias.

De acordo com Cardoso e colaboradores (2018), os avanços na área da medicina

nuclear têm sido significativos, em especial na área de diagnósticos e terapias com

radioisótopos. Ao serem administrados aos pacientes, os radioisótopos se depositam em

tecidos específicos que são mapeados a partir das radiações emitidas.

São exemplos práticos desta aplicação.

Iodo-131 – utilizado para radiodiagnóstico da tireoide.

Tecnécio-99 – utilizado para obtenção de mapeamentos de órgãos como: rins,

cérebro, fígado-bílis, pulmões, ossos e placenta.

Samário-135 – utilizado como paliativo para dor.

Para diagnóstico de tireoide, o paciente ingere uma solução de Iodo–131, que

vai ser absorvido pela glândula. “Passando” um detector pela frente pescoço

do paciente, pode-se observar se o iodo foi muito ou pouco absorvido em

relação ao normal (padrão) e como se distribui na glândula. (CARDOSO,

2012)

A radioterapia utiliza a radiação no tratamento de tumores, baseando-se na

destruição do tumor pela absorção da energia da radiação. Esse método tem dado a muitos

pacientes melhor qualidade de vida e até mesmo a cura de tumores malignos.

A radioterapia teve origem na aplicação do elemento rádio pelo casal Curie,

para destruir células cancerosas, e foi inicialmente conhecida como

“Curieterapia”. Posteriormente, outros radioisótopos passaram a ser usados,

apresentando um maior rendimento.

Fontes radioativas (= fontes de radiação) de césio – 137 e cobalto – 60 são

usadas para destruir células de tumores, uma vez que estas são mais sensíveis

à radiação do que os tecidos normais (sãos). Um objeto ou o próprio corpo,

quando irradiado (exposto à radiação) por uma fonte radioativa, não fica

radioativo. (CARDOSO, 2012)

Gomes (2011, pg. 14), ao citar os procedimentos de radioterapia explica que:

1. Dá-se o nome de braquiterapia ao processo de inserção de isótopos radioativos

dentro do corpo do paciente, diretamente em contato com o tecido tumoral que vai receber

a radiação ionizante, mediante fontes seladas emissoras de raios gama ou beta, causando

41

o mínimo efeito colateral em órgãos e tecidos anexos à região irradiada. Para esse

tratamento podem ser utilizadas as fontes de Co60, Ra226, Cs137, Ir192 e Sr90.

2. Dá-se o nome de teleterapia ao processo de irradiação no qual o paciente é

submetido a uma fonte radioativa externa ao seu corpo. Tais como: aceleradores lineares

(AL), máquinas de raio-X e os equipamentos com fontes de radioativas (geralmente

Co60).

Quando um corpo é irradiado ele não se torna uma fonte radioativa. O que lança

por terra a crença infantil de podemos criar um incrível Hulk, que emana radiação gama,

ou mesmo um super-herói mutante. Tudo não passa de ficção.

3.15.2 Ciência - Datação por Carbono – 14.

A técnica de datação por carbono-14 (C-14) é utilizada para estimar a idade de

fósseis orgânicos, sendo a técnica mais divulgada nos meios de comunicação que muitas

vezes está acompanhada do termo arqueologia.

O C – 14 resulta da absorção contínua dos Nêutrons dos raios cósmicos pelos

átomos de nitrogênio nas altas camadas da atmosfera. Esse isótopo radioativo

do carbono se combina com o oxigênio, formando o CO2, que é absorvido pelas

plantas. Fósseis de madeira, papiros e animais contém C – 14, cuja meia-vida

é de 5.600 anos. Isso significa que, a cada 5.600 anos, a atividade do C – 14 é

reduzida à metade. Medindo-se a proporção de C – 14 que ainda existe nesses

materiais é possível saber a idade deles. (CARDOSO, 2012)

No método do carbono radioativo, a quantidade restante de nuclídeos P

(espécie atómica caracterizada pelo número de prótons, nêutrons e estado

energético do núcleo) é obtida medindo-se a atual taxa de atividade das

partículas-β, que é proporcional ao número de P. Este resultado é comparado

ao valor inicial de nuclídeos pais, P0, assim, o tempo t passado desde o início

do decaimento é calculado pela equação 𝑃 = 𝑃0𝑒-λ𝑡, onde e é o número

neperiano e equivale, aproximadamente, 2,72. (HAMADA, 2016)

De acordo com Xavier et al (2007) temos no Brasil, um importante laboratório de

datação por 14C, na cidade de Piracicaba, São Paulo. Localizado no CENA/USP, foi

implantado no início de 1990 e teve êxito com estudos de intercomparações de resultados

com laboratórios do Canadá e dos Estados Unidos.

Os equipamentos básicos para a datação das amostras constituem uma linha de

síntese para a transformação da amostra sólida em benzeno e três

espectrômetros de cintilação líquida de baixo nível de radiação de fundo para

as contagens do 14C natural. A principal linha de pesquisa deste laboratório

consiste na aplicação dos isótopos do carbono dos solos nos estudos de

paleovegetações, desde a região sul do Brasil até a região amazônica.

(XAVIER et al, 2007, pg. 89) Segundo Hamada (2016), as rochas não podem se datadas pela técnica do C-14,

sendo para isso empregadas outras técnicas como: Potássio/Argônio (K/Ar);

42

Argônio/Argônio (40Ar/39Ar) e, Urânio/Chumbo (U/Pb). Essas técnicas são bases para o

estudo da geocronologia.

Graças as aplicações da Física Nuclear podemos determinar a idade de coisas

antigas, sendo elas de origem orgânica ou não, bastando adaptar a técnica de acordo com

os casos específicos.

3.15.3 Indústria

As indústrias metalúrgicas de peças e estruturas utilizam-se da radiação gama para

verificar a existência de falhas, bolhas, rachaduras ou qualquer outra avaria que possa

comprometer a estrutura em questão.

Para a indústria a gamagrafia é um processo de grande importância pois, consiste

na impressão de radiação gama sobre peças metálicas no intuito de detectar falhas ou

fadigas nos lugares de maior esforço e nas soldas, explica Cardoso (2012), sendo que na

aviação, os pontos mais importantes são asas e turbinas.

O autor cita ainda que a utilização de radioisótopos pela indústria farmacêutica

deu origem à produção dos radiofármacos utilizados na medicina. E que a radiação gama

pode também ser utilizada no processo de esterilização industrial de produtos como: luvas

descartáveis, gaze, material cirúrgico e de consumo em hospitais.

A aplicação de radioisótopos é muito importante industrialmente pelo fato de

estar voltada a várias áreas diferentes, tais como desenvolvimento de processos

e irradiação com aceleradores industriais de elétrons e irradiadores gama,

radioesterilização, desinfestação e preservação de alimentos e produtos

agrícolas, beneficiamento e análise de pedras preciosas irradiadas, tratamento

de efluentes industriais e lixo hospitalar, desenvolvimento de irradiadores,

equipamentos e dispositivos de irradiação, desenvolvimento de detectores e

sensores de radiação, análise e caracterização de materiais poliméricos, cura,

reticulação, enxertia, processamento e desenvolvimento de novos materiais

poliméricos por meio de modificações induzidas pela radiação,

desenvolvimento de embalagens para alimentos processados por radiação,

desenvolvimento e produção de fontes radioativas para radioterapia, processo

de radioesterilização para banco de tecidos biológicos, aplicação de

radioisótopos na hidrologia e no controle de processos industriais, dosimetria

industrial, produção de fontes radioativas seladas para gamagrafia industrial,

entre outras atribuições. (XAVIER et al, 2007, pg. 90)

Sabemos que a preservação de alimentos por ionização pelo uso de radiação, pode

evitar a deterioração precoce, pois eliminando fungos, bactérias e outros microrganismos,

sem causar qualquer dano às pessoas que consumirem esses alimentos.

43

3.15.4 Agricultura

O metabolismo das plantas está relacionado com os elementos necessários para

seu desenvolvimento, que elas extraem do solo, absorvem do ar atmosférico ou pelo

contato das folhas, o que permite fazer um controle rigoroso e preciso desse processo.

Segundo Cardoso (2012) o mentalismo de uma planta pode ser estudado com a

utilização de traçadores radioativos, que são absorvidos palas raízes e pelas folhas. O

local onde se deposita do elemento na estrutura da planta, pode ser obtido através de uma

“radiografia da planta como um todo”.

Devido às infestações de certas pragas específicas das lavouras, é possível

determinar o tipo de traçador que será utilizado, que se deposite na raiz, no caule, nas

folhas ou nas flores e frutos, servindo assim ao proposito que leva ao inseto ou grupo de

insetos que se deseja estudar.

A análise de comportamento, metabolismo e hábito alimentar de um inseto pode

ser determinado a partir dos marcadores que foram administrados na planta, que por sua

vez foram ingeridos pelos insetos através da alimentação. Os radioisótopos ingeridos

emitem radiação detectável, permitindo assim a identificação de ninhos e locais de

aglomeração. Esse tipo de estudo pode ajudar ainda na eliminação de pragas nas lavouras,

uma vez que o uso de traçadores pode revelar o seu predador natural para determinado

inseto, permitindo assim um controle natural e ecologicamente viável.

3.15.5 Energia

A construção dos primeiros reatores nucleares teve como intuito a produção de

plutônio-239 para fabricação de bombas atômicas, como mencionado por Xavier et al

(2007, pg. 86). Hoje, a aplicação de maior significado no mundo pode ser a utilização dos

reatores nucleares para conversão da energia nuclear em energia elétrica.

“Fermi projetou o primeiro reator nuclear que funcionou satisfatoriamente em 2

de dezembro de 1942.” (HELENE, 1996). Na obtenção da energia nuclear, o isótopo de

urânio usado é o urânio-235. Para ser usado em certo tipo de reator nuclear, o urânio deve

ser enriquecido. Os isótopos do urânio encontrados na natureza têm abundância de 0,7%

de urânio-235 e 99,3% de urânio-238. Frequentemente o enriquecimento é de 4%, isto é,

4% de urânio-235 e 96% de urânio-238. Como nas usinas nucleares, a concentração de

urâno-235 e de apenas 4%, os reatores não explodem.

44

A usina de Angra I, tem capacidade de geração de 627 megawatts (1 megawatt

= 1 milhão de watts), o suficiente para iluminar a cidade do Rio de janeiro. O

reator de Angra I abriga material radioativo com atividade de cerca de 1 bilhão

de curies. (HELENE, 1996)

“Embora reatores nucleares gerem eletricidade por 25 a 40 anos, seu legado

radioativo permanecerá por centenas de milhares de anos.” (LENSSEN, 1992)

Um dos grandes problemas da utilização da energia nuclear para todas as nações,

são os resíduos produzidos no processo de fissão nuclear. Uma vez que podemos defender

a dificuldade de se armazenar e descartar o “lixo nuclear”, necessitamos mesmo é de

desenvolver de novas tecnologias para o reaproveitamento desse “resíduo radioativo”,

que possui ainda atividade possível de ser utilizada.

Não precisamos recorrer a literatura especializada, pesquisas ou estudos

aprofundados para perceber que há divergência entre cientistas e ambientalistas quanto à

instalação de centrais termonucleares, quer por interesses, quer por falta de conhecimento.

No Brasil, o espaço da energia nuclear encontra-se na pesquisa científica, nas

aplicações biomédicas, industriais e agrícolas – e na propulsão naval. Além

disso, em 1997 o Brasil aderiu ao tratado de Não Proliferação de Armas

Nucleares, renunciando a qualquer tipo de atividade relacionada à produção e

emprego da energia nuclear para fins bélicos. (CARVALHO, 2012)

Houve por parte do governo brasileiro, investimentos no setor nuclear para a

produção de energia elétrica.

No Brasil, o programa nuclear teve início em 1969, quando o governo assinou

contrato com a “NUS Corporation”, para assessoramento na implantação de

uma usina nuclear. Em junho de 1970, Furnas convidou empresas estrangeiras

para propor a instalação da nova usina nuclear e, no ano seguinte, os projetos

foram analisados. A usina de Angra l, do tipo água pressurizada, foi comprada

da Westinghouse (EUA), com capacidade de produção de 626 MW (5% da

capacidade instalada de Itaipu), sem haver transferência de tecnologia. A usina

foi instalada em Angra dos Reis na praia de Itaorna, que significa “pedra-

podre” em tupi-guarani. Angra I foi apelidada de “vagalume”, tal é a incidência

de problemas técnicos que obriga que seja desligada com uma frequência

maior que a normal. Em 1975, o Brasil assinou um acordo nuclear com a

Alemanha, através da Siemens. Previa-se, inicialmente, a construção de oito

usinas, com transferência de tecnologia. Apenas as obras de Angra ll e lll foram

iniciadas e somente a usina Angra II foi concluída. Angra II começou a operar

somente em 2000, após quase 20 anos de construção, a um custo de cerca de

US$ 10 bilhões. O Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), através

da resolução nº 8 de 17 de Setembro de 2002, autorizou a Eletronuclear a adotar

as medidas necessárias à retomada do empreendimento de Angra III.

(XAVIER et al, 2007, pg. 87)

Segundo dados do Ministério de Minas e Energia (BRASIL, 2017), a Oferta

Interna de Energia – OIE, em 2016 ficou em torno de 288,3 milhões de toneladas

45

equivalentes de petróleo (tep). Desse total de energia aproximadamente 163,0 milhões de

tep, cerca de 56,5% equivalem às fontes não renováveis (petróleo e derivados, carvão e

derivados, urânio – U-308 e derivados entre outras fontes) e, 125,3 milhões de tep, cerca

de 43,5% equivalem às fontes renováveis (hidráulica e eletricidade, lenha e carvão

vegetal, derivados da cana de açúcar entre outras). Dentre as fontes não renováveis

podemos destacar a energia nuclear advinda da utilização do U-308, com 4,2 milhões de

tep, cerca de 1,5% do total ofertado. Tomando como referência apenas as fontes não

renováveis, a maior representação é o óleo com 64,6 %, sendo que a nuclear representa

apenas 2,6%.

Em relação à geração de energia elétrica, podemos perceber que a base

hidroelétrica corresponde à maior oferta do setor, com 380.911 GWh (61,5%), seguida

por gás natural (9,1%), importação (6,6%), bagaço de cana de açúcar (5,7%), eólica

(5,4%), carvão (2,7%), outras fontes renováveis (2,6%), nuclear 15.864 GWh (2,6%),

óleo (92,0%), outras fontes não renováveis (1,9%) e solar (0,014%). Dentre as fontes não

renováveis podemos destacar que a energia elétrica advinda do uso do urânio representa

14% da oferta.

Podemos observar que a energia liberada pelos núcleos atômicos, pode ser

utilizada para fins pacíficos em prol da humanidade, nas mais diversas áreas e que, o

desenvolvimento de novas tecnologias para aplicação e utilização dessa energia é apenas

uma questão de tempo, uma vez que estamos nos aproximando do primeiro centenário da

Física Nuclear.

46

Capítulo 4

Descrição do Produto

Foram elaborados sete folhetos sobre a Física Nuclear para serem utilizados na

roda de leitura com os alunos e um jogo de tabuleiro para que os alunos possam de forma

divertida testar seu aprendizado. Observamos que os folhetos, o jogo de tabuleiro e as

cartas do jogo se encontram em documento à parte deste trabalho, estando nos apêndices

A, B e C, apenas imagens ilustrativas.

4.1 Os Folhetos

Foram editados em: modelo – folheto informativo, tamanho - folha A4, formato –

pdf.

Contemplando de forma breve e objetiva os seguintes temas:

1. História da Física Nuclear.

2. Evolução dos Modelos Atômicos.

3. As Partículas Nucleares.

4. Notação e Terminologia.

5. O Átomo e a Energia Nuclear.

6. Erros e Acidentes da Física Nuclear.

7. Algumas Aplicações da Física Nuclear.

4.2 O Jogo - Mestre Nuclear

É composto de:

1. Um Tabuleiro de tamanho 60 cm x 60 cm, impresso em lona, para três

jogadores e um mestre da mesa (Mestre Nuclear).

2. 120 Cartas de perguntas sobre os temas dos folhetos. As cartas foram

editadas em tamanho 6 cm x 9 cm, sendo 4 cartas a cada folha A4.

3. 36 Cartas bônus, editadas em tamanho 6 cm x 9 cm, sendo 4 cartas a

cada folha A4. Elas se dividem em:

3.1. Avançar uma casa - 12 cartas.

3.2. Eu Respondo - 3 cartas.

47

3.3. Ajuda - 6 cartas.

3.4. Carta Bomba - 6 cartas.

3.5. Bloqueio de Carta Bomba - 6 cartas.

3.6. Neutralizar - 3 cartas.

4. 12 Cartas Bombas, editadas em tamanho 6 cm x 9 cm, sendo 4 cartas a

cada folha A4. Elas se dividem em:

4.1. Passou a Vez - 6 cartas.

4.2. Cartas Aprisionadas - 3 cartas.

4.3. Volte 1 casa - 3 cartas.

5. Instruções do jogo MESTRE NUCLEAR, editadas em folha A4, num

total de 3 páginas, apêndice D.

Observamos que os peões que se deslocam na trilha do jogo podem ser

providenciado de acordo a imaginação e disponibilidade de aquisição do professor. Neste

trabalho foram utilizadas tampas de pincel atômico, em cores diferentes – vermelho, preto

e azul.

Todo o material pode ser impresso em preto e branco sem que haja perda de

qualidade gráfica, caso o professor não disponha de condições para fazer uma impressão

colorida.

48

Capítulo 5

Relato da Aplicação do Produto

5.1 Aula Sobre Física Nuclear

Para introdução do conteúdo de Física Nuclear nas turmas de nono ano, se fez

necessário ministrar aula expositiva sobre o tema (plano de aula no apêndice E), com a

finalidade de direcionar os alunos no grande e parcialmente conhecido mundo da Física,

com a abordagem breve dos tópicos a serem trabalhado nos folhetos da Roda de Leitura

e nas perguntas do Jogo de Tabuleiro.

Nesta oportunidade também foram esclarecidas as etapas das atividades e seus

objetivos.

Verificou-se que os alunos têm grande interesse e especial curiosidade pelo

assunto da Física Nuclear, no tocante às catástrofes, acidentes, bomba nuclear, aplicações,

etc., e que eles também trazem consigo uma base de ideia sobre o assunto, sendo em

alguns casos com fundamentos e argumentos sólidos, mas em sua maioria superficial e

fictício (ideia cinematográfica/fantasiosa).

Percebeu-se também que durante a aula os alunos, como reflexo da sociedade, não

têm conhecimento dessa área de pesquisa e tecnologia e de suas aplicações em nosso país,

em nosso cotidiano, pensando tratar-se de algo do estrangeiro.

Figura 01. (Fonte do autor: Aulas de introdução à Física Nuclear nas turmas do nono ano, abordagem

histórica e contemporânea.)

49

5.2 Roda de Leitura

O ambiente para leitura foi organizado utilizando-se mesas de plástico com

cadeiras, toalhas para forrar as mesas, mural informativo, tabela periódica à disposição e

o próprio pátio para os alunos que preferissem uma leitura mais reservada, sentado sobre

a calçada. Buscou-se um ambiente modificado para que se tivesse maior conforto e

liberdade, diferindo do âmbito de sala de aula.

Figura 02. (Fonte do autor: Ambiente organizado para Roda de Leitura com as turmas do nono ano.)

Com o ambiente organizado e os folhetos sobre as mesas, cada aluno teve

oportunidade de escolher o folheto que iria começar a ler, sendo por aquele que lhe

chamasse primeiro a atenção ou não, lendo posteriormente os demais folhetos. Assim

todos os alunos tiveram a oportunidade e tempo para ler os sete folhetos, sendo observado

que o assunto contido em cada um deles seria importante para o próximo passo – o Jogo

de Tabuleiro.

Este trabalho não teve como objetivo a pesquisa qualitativa e quantitativa, sendo

os dados apresentados fruto da observação do professor mediador da metodologia.

Observou-se que cerca de 80% dos alunos se entregaram à leitura, sendo

diferenciada em cada grupo pela metodologia escolhida. Podemos citar:

Leitura individual – alguns alunos buscaram um canto mais reservado para

ler e optaram por não entrar em debate com os outros, achando ser o

melhor para a concentração e aprendizado.

Leitura compartilhada – um dos alunos iniciava a leitura e os demais ficava

como ouvinte, atento às informações e aos pontos para debate posterior,

mudado o leitor a cada tópico ou folheto escolhido.

50

Leitura coletiva com debate – os alunos de posse do mesmo folheto liam

e debatiam os pontos fortes simultaneamente, proporcionando, segundo

eles, uma melhor oportunidade para entender o que estavam lendo.

Durante a leitura individual ou conjunta, os alunos tiveram a oportunidade e a

necessidade de tirar dúvidas, uma vez que estavam adentrando a um campo de

conhecimento novo, totalmente desconhecido para alguns, valendo neste momento o

papel do professor quanto mediador da aprendizagem. Os alunos tiveram informações

adicionais no mural e na tabela periódica, cada grupo foi instruído a buscar e observar os

recursos disponíveis sempre que surgissem dúvidas.

Foi disponibilizada uma tabela periódica no pátio para que os alunos pudessem

consultar os elementos químicos e de forma interativa, identificar aqueles que eram

encontrados nos folhetos e que lhe chamavam a atenção. Eles investigaram

individualmente e também em grupos pequenos, debatendo e observando a organização

da tabela periódica e a posição dos elementos em famílias e períodos.

Figura 03. (Fonte do autor: Dinâmica da Roda de Leitura com as turmas do nono ano.)

51

5.3 Jogo de Tabuleiro – Mestre Nuclear

O material do jogo de tabuleiro foi produzido em cinco kits, para atender cinco

grupos de jogadores, num total de 20 alunos participando diretamente e os demais como

ajudadores para que não houvesse aluno disperso.

Os alunos foram organizados de forma que todos pudessem participar na

atividade. Um aluno, escolhido entre eles ficou como mestre do jogo, responsável por

fazer as perguntas e coordenar o andamento do jogo e, três alunos ficaram como jogadores

posicionados frente às três trilhas do tabuleiro. Os alunos que não estivessem participando

ativamente, ficariam como ajudante aos que estavam à frente do duelo, mediante carta

bônus de ajuda. Caso contrário ficariam em silêncio observando cada jogada e

aguardando a oportunidade de dar sua opinião.

52

Figura 04. (Fonte do autor: Aplicação do Jogo – Mestre Nuclear, para as turmas do nono ano.)

Percebemos que os alunos que começaram a jogar “meio que sem querer e um

pouco tímidos”, à medida que o jogo avançava começavam a participarem mais

ativamente. Era notória a satisfação de cada um deles ao acertar uma pergunta e avançar

para casa seguinte.

O tempo disponibilizado para a atividade do jogo foi equivalente ao de duas aulas

de 50 minutos, totalizando 01h40minh para a efetiva atividade. Após os primeiros 50

minutos de aula, percebeu-se que os alunos que estavam na posição de mestre queriam

participar ativamente como jogador. Eles pareciam desejar o direito de serem testados.

Houve então uma reordenação de jogadores em todos os grupos. Essa reordenação

incentivou os alunos ao desafio de serem jogadores e outros ao desafio de fazer as

perguntas e comandar as jogadas.

53

Capítulo 6 Relato de Experiência

Percebemos que ao abordar com os alunos um tema novo, pôde instigá-los ao livre

pensamento sobre o mundo que o cerca e o meio social que o rodeia. Haja vista que, todos

já ouviram falar sobre energia nuclear e/ou radiação, mesmo que nos hospitais, cinemas

ou TV.

A aula de Física Nuclear foi ministrada em 50 minutos, com a utilização de data

show para projeção de imagem e desenhos. Os alunos queriam participar ativamente,

dando testemunho, contando histórias que leram ou assistiram sobre o assunto. Ao

falarmos de acidentes com materiais radioativos, alguns queriam contar sobre sua

experiência de ter ido a Goiânia e ter passado próximo do local do acidente do Césio-137.

Ao falarmos de energia nuclear, alguns dos alunos queriam explicar sobre Hiroshima e

Nagasaki, falar dos 70 anos da bomba atômica.

Uma aluna chegou a relatar “que durante o intervalo de uma semana entre a aula

e a roda de leitura, ela assistiu vários vídeos e visitou vários sites da internet que

tratavam do assunto”.

Algo que chamou a atenção foi que os nossos alunos desconhecem a existência de

usinas termonucleares no Brasil. Fato que se estende à população e até mesmo aos colegas

professores. Visto que o projeto nuclear brasileiro não é divulgado na mídia comum,

circulando em sua maior parte em literatura específica como por exemplo, a revista Brasil

Nuclear, informativo da Associação Brasileira de Energia Nuclear.

Foi realizada uma parceria com os outros professores da disciplina de Física, das

turmas de nono ano do ensino fundamental, na aplicação do produto educacional. A

professora Josiany Castro auxiliou nas três etapas da aplicação do produto educacional

para duas turmas do turno vespertino e, o professor Gilvandro Santos, auxiliou na

ministração da aula e aplicou a Roda de Leitura e o Jogo de Tabuleiro, na turma do nono

ano matutino.

A parceria com tais professores foi fundamental para uma avaliação crítica da

metodologia utilizada para o ensino de Física Nuclear. As contribuições e relatos

favoráveis foram um grande incentivo para a utilização posterior de tais métodos de

ensino.

54

O professor Gilvandro Santos teve a oportunidade de aplicar o jogo – Mestre

Nuclear, na turma do nono ano matutino, na qual ele ministra a disciplina de Física.

Dentre outras observações, vale destacar o que foi dito pelo professor:

“Foi uma grande experiência poder participar deste projeto, a aplicação do jogo

foi legal, os alunos se divertiram, ocorreu tudo bem e alguns, gostaram tanto que jogaram

duas vezes seguidas”.

O professor destaca ainda que não houve dificuldade na organização dos grupos e

na aplicação das regras do jogo, pois estavam bem definidas e de fácil entendimento.

Os professores Gilvandro Santos e Josiany Castro, que participaram da aplicação

do produto, chegaram a pedir aos seus alunos que fizessem um relatório contando como

havia sido a experiência, que posteriormente seria contado como atividades para sua

disciplina. O material recebido pelos professores foi disponibilizado por eles para

enriquecimento deste trabalho, uma vez que não objetivamos a cobrança de testes,

questionários ou relatórios. Vale citar o que foi escrito por seis alunos:

Aluno 1.

“No dia 04 de dezembro de 2017, os professores aplicaram um jogo de tabuleiro

onde os alunos teriam que responder perguntas sobre física nuclear, que os alunos teriam

que responder para avançarem de casa e chegarem em seu destino final. Durante o

percurso os mesmos receberiam cartas que favoreceriam sua trajetória e atrapalharia a

ida de seus demais adversários. Aula bem educativa e divertida, espero repetir.”

Aluno 2.

“Em minha opinião achei um máximo e agradeço ao professor (...) e a todos os

responsáveis por se esforçarem tanto para nos ensinar dessa forma, que nos estimula a

querer saber mais.”

Aluno 3.

“Na aula tivemos uma introdução na sala de aula sobre o que é, e como funciona

a FÍSICA NUCLEAR e depois tivemos a oportunidade conhecer mais sobre a FÍSICA

NUCLEAR nos panfletos que foram distribuídos, para nos aprofundarmos nos

conhecimentos do assunto. Já no dia 4 de dezembro foi dado aos alunos um jogo de

tabuleiro com perguntas para avançar e chegar ao final, com o assunto só sobre FÍSICA

55

NUCLEAR além de nos divertir aprendemos muito sobre o assunto. Na minha opinião

foi muito bom aprender um pouco mais sobre física nuclear, agradeço aos professores

pela ação, que foi muito legal pois conheci um pouco sobre o assunto que acho muito

interessante.”

Aluno 4.

“Concluindo, tudo isso nos ajudou demais, fez com que eu (...), e meus colegas de

sala aprendêssemos mais o conteúdo de física de um maneira legal, extrovertida e

animada, talvez isso tenha despertado em alguns jovens a vontade de aprender mais.”

Aluno 5.

“Esse jogo, essa roda, foi muito bom, aprendemos muito nela, espero que no 1º

ano do ensino médio também tenha algo parecido.”

Aluno 6.

“No dia 28, foi o dia de jogar, o jogo era de tabuleiro de cartas. Tínhamos que

acertar as perguntas feitas na qual iriamos subindo de nível. Eu quase cheguei em

primeiro, com muita diversão aprendemos um pouco da física nuclear.”

56

Capítulo 7 Considerações Finais

O produto foi aplicado em três turmas de nono ano, sendo duas turmas do período

vespertino e uma turma do período matutino. Foi notória a participação ativa de mais de

85% dos alunos, considerando a concentração e o empenho durante a aula introdutória,

as atividades da roda de leitura e o momento esperado por todos - o Jogo. Assim pode-se

concluir que os objetivos com o produto foram atingidos com êxito e satisfação.

Percebeu-se que durante a aula expositiva os olhares estavam voltados ao

conteúdo novo, diferente, ainda pouco conhecido ou mesmo desconhecido. Foram

necessárias intervenções para que alguns alunos segurassem o entusiasmo, enquanto que

os outros estavam atentos às histórias a serem contadas.

O que mais chamou a atenção na roda de leitura, foi o fato de que alguns alunos

formaram grupos de preparo, fazendo leitura compartilhada e jogo de perguntas e

respostas sobre o assunto ora lido, no intuito de se prepararem para o jogo de tabuleiro.

Ainda que houvesse organização de grupos de leitura e debate, percebeu-se que cinco

alunos preferiram desenvolver a leitura de forma silenciosa e individual, colocando-se à

parte.

Durante o jogo de tabuleiro, percebeu-se que o medo de errar estava estampado

nas atitudes da maior parte dos alunos, ainda nos primeiros minutos. Observou-se que o

tempo de 140 minutos para o jogo se tornara de certa forma insuficiente, pois os alunos

queriam estar na posição de jogador e de mestre da mesa. Houve uma forma de incentivo

próprio logo que iniciaram a partida do jogo, os alunos que ora estavam temerosos,

demonstravam desejo de vencer e o mais importante da atividade, todos estavam atentos

às perguntas e se testavam quanto à resposta.

Mediante a ação, foi possível perceber que os alunos aprenderam ao ouvir as

perguntas, ao fazerem as perguntas e ao responderem as perguntas, quer acertando ou

errando. O erro não era mais um obstáculo, e sim, uma forma de aferir o conhecimento e

agora, não mais esquecer. O que fora percebido também pelo professor que nos auxiliou,

aplicando o produto na turma de nono ano do período matutino.

57

Muitos dos alunos vieram a comentar sobre as descobertas que fizeram a respeito

da Física Nuclear, no tocante ao cotidiano, em salas de hospitais, consultórios

odontológicos, tratamentos de radioterapia, entre outros. Fato que nos leva à defesa da

inserção do tema Física Nuclear no Nono Ano do Ensino Fundamental, como forma de

mostrar aos alunos, informações e conhecimentos úteis e importantes para a vida.

58

ANEXOS

59

Anexo – I. Tabela Periódica - 2017

Disponível em: www.tabelaperiodica.org

Acessado em: 19/09/2017.

http://www.tabelaperiodica.org/

60

Anexo – II. Séries Radioativas Naturais

(Adaptadas pelo autor - 2017)

61

APÊNDICES

62

Apêndice A: Folhetos

63

Apêndice B: Tabuleiro do jogo com exemplos de cartas bomba, bônus, perguntas e fichas de regras do jogo

64

Apêndice C: Modelo das cartas de perguntas, cartas bônus e cartas bombas.

65

Apêndice D: Plano de aula.

66

Apêndice E: Instruções do Jogo de Tabuleiro – Mestre Nuclear, e composição do produto.

69

Referências Bibliográficas

ALMEIDA, M. T. P. de - Jogos divertidos e brinquedos criativos. Petrópolis – RJ:

Vozes, 2004.

ANTUNES, M. T. – Ser Protagonista – Química, 2º ano. Ensino Médio – Obra Coletiva. Editor responsável Murilo Tissioni Antunes. 2ª ed. São Paulo. Edições SM, 2013

ATAIDE, M. E. M. – Contribuições dos Jogos em Educação. 18º Congresso

internacional de educação em Distância – ABED. Anais2012, Brasília,2012.

AVANCINI, S. S. – Tópicos de Física Nuclear e Partículas Elementares. Sidney dos

Santos Avancini, José Ricardo Marinelli. – Florianópolis: UFSC/EAD/CED/CFM, 2009.

103 p.

BARROS, C; PAULINO, W. – Ciências – Física e Química, 9º ano. 6ª ed. São Paulo. Ática, 2015.

BEMFEITO, A. P; PINTO, C. E. – Projeto Apoema Ciências 9º ano (PNLD 2015). 2.

ed. São Paulo: Editora do Brasil, 2015.

BEN-DOV, Y. – Convite à Física. Tradução; Maria Luiza X. de A. Borges; revisão

técnica, Henrique Lins de Barros. Rio de Janeiro: Jorge Zahar. Ed., 1996.

BONJORNO, J. R. e col. – Física: Eletromagnetismo, Física Moderna. 3º ano. – 3 ed.

São Paulo: FTD, 2016.

BRASIL NUCLEAR - Informativo da Associação de Energia Nuclear. Ano 20, nº 43,

pp. 16-19, 2014.

BRASIL. MME. Resenha Energética Brasileira – Exercício de 2016, edição: julho de

2017. Disponível em: <www.mme.gov.br> Acesso em: 18 de janeiro de 2018.

BRASIL. PCN+ Ensino Médio: Orientações Educacionais Complementares ao Parâmetros Curriculares Nacionais – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Ministério da Educação/SEMTEC, Brasília, 2002.

BRENNAN, R. – Gigantes da Física: uma história da física moderna através de oito

biografias. Tradução; Maria Luiza X. de A. Borges; revisão técnica, Hélio da Motta Filho

e Henrique Lins de Barros. – Ed. Rev. – Rio de Janeiro: Jorge Zahar. Ed., 2003.

CARDOSO, E. de M. – A Energia Nuclear. 3. Ed. – Rio de Janeiro: CNEN, 2012.

(Apstila educativa) 52 p.

CARVALHO, J. F. – O espaço da energia nuclear no Brasil. Revista: Estudos

Avançados. 26; 2012.

http://www.mme.gov.br/

70

CASSEDY, E. S; GROSSMAN, P. Z. – Introduction to Energy – Resources,

Technology and Society. Cambridge, Cambridge University Press, 1990. 338p.

CBPF – CENTRO BRASILEIRO DE PESQUISAS FÍSICAS. Breve Histórico de Cesar

Lates. 2012. Disponível em: <http://www.cbpf.br/Staff/Hist_Lat.html> Acesso em

16/05/2017.

CHUNG, K. G. – Introdução à Física Nuclear. Rio de Janeiro: EdUERJ, 2001. 286p.

COHEN, B. L. Concepts of Nuclear Physics – McGraw-Hill Book Company. USA –

1971.

EISBERG, R; RESNICK, R. – Física Quântica: Átomos, Moléculas, Sólidos, Núcleos

e Partículas. Editora Campus, 1979.

FERNANDES, G. de L. – Propriedades Fundamentais dos Núcleos Atômicos. 2004,

32f. Monografia (Licenciatura em Física). Faculdade de Física da Universidade Federal

de Uberlândia, 2004.

FIALHO, N. N. – Os Jogos Pedagógicos como Ferramentas de Ensino. VIII Congresso

Nacional de Educação – EDUCERE. Curitiba, 2008. p. 12298.

FONSECA, M. R. M. – Química: Ensino Médio. Vol. 03. 2 ed. São Paulo, Ática – 2016.

FUKUI, A. – Universos: Ciências da Natureza, 9º ano. Editora responsável Lia Monguilhott Bezerra. 3ª ed. São Paulo. Edições SM, 2015.

GASPAR, A. – Compreendendo a Física. Vol 03, 2ª ed. São Paulo: ática, 2013.

______ – Compreendendo a Física. Vol 03, 3ª ed. São Paulo: ática, 2017.

GOMES, E. C. Análise de Confiabilidade Humana de Procedimentos de Radioterapia Via Redes Bayesianas. 2011, 110 f. Tese (Doutorado em Engenharia Nuclear). COPPE/ PEN. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 2011.

GOWDAK, D. O; MARTINS, E. – Ciências Novo Pensar, 9º ano. 2ª ed. São Paulo. FTD, 2015.

HAMADA, L. R. – Algumas aplicações Física Nuclear com enfoque na geologia para

alunos do Ensino Médio. Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciência e

Tecnologia. Monografia. Presidente Prudente, 2016.

HELENE, M. E. M. – A radioatividade e o lixo nuclear. São Paulo: Scipione, 1996.

IAEA, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Safety Case Study: The

Three Mile Island accident. Disponível em:

<https://www.iaea.org/ns/tutorials/regcontrol/assess/assess3233.htm> Acesso em

17/01/2018

http://www.cbpf.br/Staff/Hist_Lat.html

https://www.iaea.org/ns/tutorials/regcontrol/assess/assess3233.htm

71

JUNIOR, R. J. – Os fundamentos da física – Francisco Ramalho Junior, Nicolau

Gilberto Ferraro, Paulo Antônio de Toledo Soares. – 10. Ed. – São Paulo: Moderna, 2009.

KAPLAN, I. – Física Nuclear. – 2ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978.

LDB: Lei de diretrizes e bases da educação nacional. – Brasília: Senado Federal, Coordenação de Edições Técnicas, 2017. 58 p.

LENSSEN, N. – Desafiando o lixo nuclear. In: Qualidade de vida, 1992 – Salve o

planeta! São Paulo, Globo 1992.

LISBOA, J. C. F. (org) – Química 1º ano – Coleção ser protagonista. 1ª edição – editora

SM, São Paulo, 2010.

______ – Química 2º ano – Coleção ser protagonista. 1ª edição – editora SM, São Paulo,

2010.

LOPES, M. da G. – Jogos na Educação: criar, fazer e jogar. 4ª Edição revista, São

Paulo: Cortez, 2001.

MOREIRA, M. A. – Aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel. Marco

Antonio Moreira, Elcie F. Salzano Masini. - São Paulo: Centauro, 2001.

Mundo Educação – O Estudo da Física Nuclear. Disponível em:

<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/a-descoberta-nucleo-os-atuais-ramos-

estudo.htm>. Acesso em: 09/09/2016.

NAKAGAWA, C. I. – Hiroshima: a catástrofe atômica e suas testemunhas. 2014. 163f. Dissertação (Mestrado em Psicologia). Instituto de Psicologia da Universidade de São Paulo, 2014.

NEITZEL, A. A.; PAREJA, C. J. M; HOCHMANN – Práticas de leitura no ensino médio: o Pibid de Letras. Revista Brasileira de Estudos Pedagogia (online), Brasília, v. 94, n. 238, p. 770-794, dez-2013.

OKUNO, E. – Radiações: efeitos, riscos e benefícios. São Paulo: HARBRA, 2007.

PALANDI, J. e col. – Física Nuclear. Universidade Federal de Santa Maria – Grupo de Ensino de Física, Santa Maria, RS. 2010.

PEREIRA, A. P; OSTERMANN, F. - Sobre o Ensino de Física Moderna e Contemporânea: Uma revisão da produção acadêmica recente. Investigações em Ensino de Ciências. V14(3), pp. 393-420, 2009.

PEREIRA, R. F; FUSIONATO, P. A; NEVES, M. C. D. – Desenvolvendo um jogo de tabuleiro para o ensino de física. VII Enpec: Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciência. Florianópolis, novembro – 2009.

PETIT, M. – Os jovens e a leitura: uma nova perspectiva. São Paulo: Editora 34, 2008.

72

PORTO, C. M. – O atomismo grego e a formação do pensamento moderno. Revista

Brasileira de Ensino de Física. V. 35, n. 4, 2013.

SCHIMDT, S. Energia Nuclear no Cenário Pós-Fukushima. Disponível em:

<http://comciencia.br/comciencia/handler.php?section=8&edicao=116&id=1398>

Acesso em 17/01/2018

SILVA, F. F. – Jogos de Tabuleiro e Capacidade de Concentração. Programa de

Desenvolvimento Educacional – PDE. Paraná, 2009.

VICCINI, C. G. – Professor Mediador, Aluno Leitor. X Congresso Nacional de

Educação – EDUCERE. Curitiba, 2011.

XAVIER, A. M., et al. – Marcos da História da Radioatividade e Tendências Atuais.

Química Nova, vol. 30, nº 1. (pp. 83-91), 2007.

http://comciencia.br/comciencia/handler.php?section=8&edicao=116&id=1398

fÍsica nuclear, uma abordagem introdutória para o 9º ano ... · projetos e responsável pela...

Documents