RADIOATIVIDADE

Profª. Norilda Siqueira de OliveiraProfª. Norilda Siqueira de Oliveirawww.norildasiqueira.wikispaces.comwww.norildasiqueira.wikispaces.com

Radioatividade no dia-a-dia

• A humanidade convive com a radioatividade através de fontes naturais ou artificiais.

• Os efeitos da radioatividade no ser humano dependem da quantidade acumulada no organismo e do tipo de radiação.

• Se a dose for excessiva, pode provocar lesões no sistema nervoso, no aparelho gastrointestinal, na medula óssea etc, ocasionando por vezes a morte.

Radioatividade

• Existem na natureza alguns elementos fisicamente instáveis.

• A emissão de partículas α (alfa) ou β (beta) e raios gama (γ).

• Essa emissão é um meio para deixar o núcleo dos átomos estáveis.

Alguns átomos radioativos.

• O urânio–235, o césio–137, o cobalto–60, o tório–232 são exemplos de elementos fisicamente instáveis ou radioativos.

• Eles estão em lenta e constante desintegração.

Núcleo de átomo radioativo

Chernobyl (Ucrânia,1986)

• A explosão de um reator nuclear provocou uma intensa contaminação do meio ambiente ocasionando mortes e doenças, a radiatividade foi propagada pelo vento através de milhares de quilômetros chegando até a Europa Ocidental.

Chernobyl

Goiânia 1987

• Um aparelho de radioterapia abandonado que continha cloreto de césio.

• A cápsula foi aberta e vendida a um ferro-velho. • Houve a contaminação de três depósitos de ferro-

velho, um quintal, uma repartição pública e diversas residências e locais públicos.

• Sintomas da contaminação - náuseas, vômitos, tonturas, diarréia, apareceram algumas horas após o contato com o material.

Goiânia 1987

O contador Geiger

• é um aparelho baseado na capacidade que a radiação têm de ionizar o gás presente dentro do aparelho que converte em sinais mostrados pelo visor e emissão de som.

Acidentes nucleares no Japão

• Hiroshima 1945• Fukushima  2011

Tomografia e Cintilografia.

Raio X

• O raio-X não é gerado por desintegração atômica, mas por fenômenos físicos que ocorrem dentro da estrutura do átomo no espaço ocupado pelos elétrons.

• A geração dos raios-X é provocada por um potencial elétrico de alguns milhares de volts.

Breve Histórico

Henry Becquerel

• Em 1896 Henry Becquerel constatou que o sal de urânio K2UO2 (SO4)2 sulfato de potássio e uranilo apresentava a característica de causar manchas numa chapa fotográfica mesmo embrulhada em um papel.

Marie e Pierre Curie

• Em 1897 Marie e Pierre Curie isolaram dois elementos desconhecidos, o polônio e o rádio.

Experimento de Rutherford 1898

• Entre 1898 e 1900, Ernst Rutherford descobriu as partículas α (alfa) e β (beta).

• Paul Villard 1900 descobriu os raios γ.

Radioatividade e estrutura atômica

• Radioatividade é um fenômeno nuclear. O núcleo do átomo sofre alterações.

• Nuclídeo é o nome dado a um núcleo caracterizado por (Z) e (A).

• Radionuclídeo ou radioisótopo é um nuclídeo emissor de radiação.

Emissões de partículas α e β

• carga positiva e massa elevada. • As partículas α são constituídas por 2 prótons e 2

nêutrons, isto é, o núcleo de um átomo de hélio

24He .São simbolizadas por:

• → +

42

Rn22286

Ra22688 42

Emissões de partículas α e β

• Carga negativa e massa menor que da partícula α, identificada como elétrons.

• Um nêutron pode se decompor em um próton, um elétron (β) e um antineutrino.

• As partículas

• → +

01

Tl21081

Pb210820

1

Raio gama

• radiação gama (γ) , sem carga elétrica não é partícula é uma onda eletromagnética, com freqüência mais elevada que a dos raios-X.

• Entre várias ondas eletromagnéticas ( radiação γ, raios X, microondas, luz visível, UV, Iv, Ondas de rádio...) apenas a radiação γ é emitida pelos núcleos atômicos.

• Na liberação do raio gama o núcleo perde energia que pode torná-lo mais estável.

Ondas eletromagnéticas. (3,0.108m/s)

Mesma velocidade, mas freqüências diferentes.

Capacidade de penetração das radiações α (0,05 cm), β(1,5 cm) e γ(atravessa o organismo).

Efeitos biológicos da radiação ionizante.

• As partículas α e β e os raios γ podem ionizar as

moléculas, isto é, arrancar elétrons, originado íons. • Essa ionização pode conduzir a reações químicas

anormais e à destruição da célula ou alterar suas funções. Pode lesionar o material genético causando câncer.

• Alteração das células reprodutivas pode causar problemas hereditários.

Tempo de meia-vida

• Ou período de semidesintegração é o tempo necessário para que metade da quantidade de um radionuclídeo presente numa amostra sofra decaimento radioativo.

Tempo de meia vida de isótopos

• 131 Iodo β γ 8 dias

• 60 Cobalto β γ 5,27 anos

• 3 H (Trítio) β 12,5 anos

• 90 Estrôncio β 28 anos

• 235 Urânio α γ 710 milhões de anos

• 238 Urânio α γ 4,5 bilhões de anos

Séries radioativas

• Séries radioativas é o nome dado ao conjunto de nucleotídeos relacionados por sucessivos decaimento radioativo.

• Séries radioativas naturais • Série do urânio 238U → 206Pb• Série do actínio 235U → 207Pb• Série do tório 232Th → 208Pb

Transmutação nuclear

• È a transformação de um nuclídeo em outro, provocada pelo bombardeamento com uma partícula.

• → +• • + → +

Po21084

42

Pb20682 4

2

42

Be94 C12

6n10

Datação do carbono-14

• Ocorre na natureza 1,1%de abundancia.

• Forma-se na alta atmosfera pela transmutação.

• + → +

• → +

n10

01

N147 C14

6p1

1

C146

N147

Carbono-14

Fissão nuclear

• Libera milhões de vezes mais energia que as reações químicas.

Fissão nuclear

• È o processo de quebra de núcleos grandes em núcleos menores, liberando uma quantidade enorme de energia.

Urânio-235

Fissão urânio-235

• 235 92U + n →97

37Rb + 13755Cs + 2n

235 92U + n → 97

40Zr + 137 52Te + 2n

• 235 92U + n →94

38Sr + 140 54Xe + 2n

• 235 92U + n →87

35Br + 143 57La + 6n

• 235 92U + n → 92

36Kr + 141 56Ba + 3n

Bomba atômica

• TNT, Urânio, Fonte de Nêutrons. • A explosão do TNT provoca o impacto do urânio

com a fonte de nêutrons, dando início à fissão nuclear.

• Os 3 nêutrons resultantes podem encontrar outro 3 núcleos de urânio e provocar 3 novas fissões, com formação de outros nove nêutrons, os quais provocam outras nove fissões e assim por diante. Trata-se de uma reação em cadeia.

• 1 quiloton = mil tonelada. Cada bomba que explodiu no Japão tinha 20 quilotons.

Riscos dos reatores nucleares• O acidente nuclear se dá devido a falta de

refrigeração no núcleo, liberando os produtos de fissão na forma gasosa ou no exterior do combustível no caso dos reatores PWR( do tipo dos de Angra) dificilmente atingirão de forma grosseira o meio exterior, devido a integridade dos seus vasos de pressão, das blindagens biológicas e da grossa contenção de concreto e de aço.

Reação em cadeia

Barras contentoras de reação nuclear

Reator de água pressurizada (PWR)

Lixo atômico

• Grandes problemas ambientais ocasionados pela usina nuclear é o lixo atômico.

• Decorrente de resíduos do funcionamento normal do reator: elementos radioativos que “sobram” e que não podem ser reutilizados ou que ficaram radioativos devido ao fato de entrarem em contato, de alguma forma, com o reator nuclear.

• Uma usina nuclear produz por ano, um volume de lixo de ordem de 3 m³. O suficiente para lotar um elevador residencial de um prédio de apartamentos.

Lixo atômico

• Normalmente se coloca esse “lixo atômico” em grossas caixas de concreto e outros materiais para em seguida jogá-las no mar ou enterrar em locais especiais.

• Essas caixas podem se desgastar com o tempo e abrir e contaminar o meio ambiente.

Fusão Nuclear

• Nas estrelas, como o sol, ocorre contínua irradiação de energia (luz, calor ...). Essa energia provém de reações de fusão nuclear. A reação de fusão é um processo de “união” de núcleos menores e conseqüentemente obtenção de núcleos maiores.

Fusão nuclear

Fontes de energia

Bibliografia

• SARDELLA, Antônio. QUÍMICA. Série Novo Ensino Médio. Edição compacta. Volume único. Ática. São Paulo – SP, 2003.

• Cinéticaquímica.http://www.slideshare.net/Aikhaa/cintica-qumica.

• Cinéticaquímica<http://images.google.com.br/imgres?>