raios x, radioatividade e a quÍmica do carbono - 14 · o equipamento era um cilindro com uma...
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RAIOS X,
RADIOATIVIDADE E
A QUÍMICA DO CARBONO - 14
PIBID – QUÍMICA
Ana Claudia Liz Mariela
Andressa Marceno Matheus Marques
Gabriela Lessa Nayara Mendes
Sumário
A descoberta do raio X
Como são produzidos os raios-
X
Utilização dos raios-X
Henri Becquerel
A descoberta da radioatividade
O casal Curie
A radioatividade é um fenômeno
natural
Emissões radioativas
Aplicações errôneas da
radioatividade
Fissão Nuclear
Projeto Manhattan
Acidentes Nucleares
Efeitos da radiação
Aplicações da radioatividade
Quimioterapia
Radioterapia
CARBONO-14
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A descoberta dos raios X
O físico holandês Wilhelm Conrad
Röntgen, estava fazendo mais uma
experiência com descargas elétricas nos
tubos de raios catódicos, estudando o
fenômeno da emissão de luz, produzida
pelos raios no tubo.
Figura 2: Tubo de raios catódicos
Figura 1: Wilhelm Röntgen
A excitação dos elétrons de
certas substâncias produz
emissão de luz por
fluorescência ou por
fosforescência.3
Como são produzidos os raios-X
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Figura 3: Esquema de um tubo de raios X. Os raios catódicos
emitidos do eletrodo atingem o alvo. Esta colisão gera raios X.
Radiografias
realizadas por
Röntgen
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Figura 4: (a) Ossos da mão de Bertha
Röntgen; (b) caixa de madeira contendo
pesos de balança; (c) bússola, com caixa
metálica, com escala em tinta metálica;
(d) amostra de metal mostrando
irregularidades.
Utilização dos raios X
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Figura 6: Sistema de
segurança dos aeroportos.
Figura 8: Escâner
corporal, usando
equipamento emissor de
raios X.
Figura 5: A polícia
o utiliza para
inspecionar o
interior dos
veículos.
Figura 7: Usado na medicina
para detectar uma fratura,
corte ou uma inflamação.
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A descoberta da
Radioatividade por
Becquerel, em 1896, foi outra
grande descoberta da
humanidade, pela
contribuição ao nosso
conhecimento sobre a
estrutura da matéria e pelas
inúmeras contribuições em
campos dos mais variados.
Henri Becquerel
Figura 9: Becquerel estudava a
fluorescência e fosforescência dos
materiais.
A descoberta da radioatividade
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Imagem 10:
Composto de urânio
K2UO2(SO4) 2.
.
Figura 11: Demonstração sobre o
experimento de Becquerel.
Figura12: Filme
usado por Becquerel
em sua descoberta
O casal Curie
Pesquisaram os „Raios deBecquerel‟ em outros elementosalém do urânio, e dois anos maistarde descobriram os elementospolônio e o rádio no minériopechblenda.
O casal Curie recebeu o PrêmioNobel de Física em 1902. Figura 15 e16: Pierre e Marie Curie
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Figura 14: Elementos da tabela periódica,
descoberto pelo casal Curie
A Radioatividade é um fenômeno natural
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Figura 17:Emissão espontânea de radiações de núcleos instáveis de átomos.
Emissões radioativas
Ernest Rutherford realizou um experimento que
identificou a natureza da radioatividade, mostrando que ela
se originava do núcleo.
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Figura18: Experimento com bombardeamentos na folha de ouro com partículas alfa (α).
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Aplicações Errôneas da Radioatividade
Produto Emprego
Coquetel fluorescente para
bailes e festas
Impressionar os convidados com os efeitos luminosos
Baralho Tornar o jogo mais emocionante e divertido
ContraceptivosMatar espermatozoides e esterilizar a vagina, evitando
doenças sexualmente transmissíveis
Cigarros Prevenir enfermidades pulmonares
Tabela 1: Produtos com radioatividade adicionada e suas finalidades
Figura 20: “Radio e
Beleza”, propaganda de
produtos radioativos de
beleza para mulheres.
Figura 19: “Radium Radia”, água
contendo radioatividade
adicionada. Contudo tratava- se
de uma fraude.
Fissão Nuclear
Na década de 1930, Otto Hahn, Fritz
Strassmann e Lise Meitner, estudando a
produção de elementos mais pesados que
o urânio, realizaram experimentos de
bombardeio com nêutrons. Obtiveram
elementos de massa menor em um
processo denominado fissão nuclear.
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Figura 21: Fritz Strassmann, Lise
Meitner e Otto Hahn .
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n + 92U235
36Kr91 + 56Ba142 + 3n15
Reator nuclear
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Radiação do Urânio-238
A equação a seguir representa a emissão de radiação
alfa por átomos de urânio-238 (238U).
92U238
90Th234 + 2α
4
Observe que a soma dos números de massa é igual
nos dois membros da equação.
Número de massa (A): 238 = 234 + 4
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Surgiu nos Estados Unidos em 1941 e tinha por objetivo a
construção e o desenvolvimento de armas nucleares.
Em 1942, iniciou-se a "Era Atômica", com a operação do
primeiro reator nuclear.
Já em 1945, as explosões de duas bombas atômicas levaram
à rendição do Japão e ao final da Segunda Guerra Mundial.
Radiação do Projeto Manhattan
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Figura 22: Bomba Atômica
lançada sobre a cidade de
Hiroshima em 06/08/1945
Em 1986, em Chernobyl, o descontrole da reação provocou um
incêndio e a consequente liberação de material radioativo.
Acidentes Nucleares
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Figura 23 e 24: Pessoas que tiveram problemas de deformação.
Figura 25: O reator nuclear após o desastre. O
Reator 4 (centro). Prédio da turbina (inferior à
esquerda).Reator 3 (centro-direita).
1. Quantidade de combustível nuclear
2. Diferenças na reação nuclear
3. Localização
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Por que Hiroshima e Nagasaki são habitáveis e Chernobyl não?
Em 1987, ocorreu o acidente radiológico de Goiânia (GO). Dois
catadores de lixo encontraram uma cápsula contendo o isótopo
de césio-137 abandonada em um hospital desativado.
13 de setembro como o Dia Nacional de Luta dos Acidentados
por Fontes Radioativas.
Acidentes Nucleares no Brasil
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Figura 26: Vítima mostra sequelas
Figura 27: Leide
Ferreira, vítima
fatal do acidente
(arquivo pessoal).
No ano de 2012, em Duque de Caxias no Rio de Janeiro, foi
roubado um carro, onde no porta-malas estava um equipamento
industrial radioativo.
O equipamento era um cilindro com uma pastilha de Selênio-75.
Acidentes Nucleares no Brasil
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Figura 28 e 29: Foto divulgada mostra caixa metálica similar à roubada
No Japão em 12 de março de 2011, um terremoto de 9
pontos da Escala Richter causou estragos na usina nuclear
Daiichi, em Fukushima.
Os elementos radioativos emitidos foram: Césio-137 e 134,
Iodo-131 e Plutônio.
Acidentes Nucleares
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Figura 30: Usina Nuclear de Fukushima Daiichi
Figura 31: Grandes alterações genéticas .
Efeitos da radiação
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A energia nuclear encontra-se presente em nosso cotidiano. O
maior exemplo é o aumento na quantidade de energia elétrica
gerada a partir de reatores nucleares.
Na medicina, é bastante utilizada em exames e no tratamento
de doenças. Ex: radiografia, tomografia e radioterapia.
Em química: técnicas que visam a determinação de
radioisótopos com segurança no laboratório.
Aplicações da radioatividade
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A quimioterapia é o método que utiliza
compostos químicos, chamados
quimioterápicos, no tratamento de doenças
causadas por agentes biológicos.
Quimioterapia
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Figura 32: Gás Mostarda
Figura 33: Medicação intravenosa
Compostos usados na quimioterapia
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Outro composto utilizado no tratamento do cânceré a Cisplatina, que se liga ao DNA, induzindoalterações estruturais, inibindo a transcrição ereplicação das células cancerígenas.
Figura 34: Reação entre cisplatina e DNA.
A radioterapia é um método capaz de destruir células tumorais,
Há aparelhos que geram radiação:
a partir da energia elétrica, liberando raios X e elétrons,
a partir de fontes de isótopo radioativo como por exemplo, pastilhas de
cobalto, as quais geram raios gama.
Radioterapia
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Figura 35:Feixe de radiação em um certo volume Figura 36: Aparelho radioterapia
Admite-se que as células cancerígenas são destruídas por
consequência de intensas radiações.
Células normais são mais tolerantes a intensas doses de radiação.
Radioterapia
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Em 1947, o químico Willard Libby fez uma descoberta
a partir de seus estudos que mudaria a história da
Arqueologia, seria possível decifrar a idade de fósseis
antigos.
Mas para entender como isso
funciona, precisamos aprender a
diferença entre o C-14 e o C-12.
Carbono-14
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Figura 37: Datação de Múmias
Carbono 12: é aquele encontrado na composição do diamante, da
grafite,do aço, ou seja, de substâncias inorgânicas.
Carbono 14 está presente em tecidos vivos (de animais, plantas, e
do homem).
É um isótopo radioativo instável, que decai a um ritmo lento a
partir da morte de um organismo vivo.
Carbono 12 e Carbono 14
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Figura 38: Carbono
grafite e diamante.
O Carbono 14 recebe esta denominação porque apresenta massa
atômica 14.
Esta forma apresenta dois nêutrons a mais no seu núcleo que seu
isótopo estável, o carbono 12.
Carbono 12 e Carbono 14
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Figura 39:Formação do carbono 14
14C 14N +14C + O2
14CO2
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Em 1998, o chamado “Sudário de Turim”, supostamente o santo
sudário, foi analisado através da técnica de datação com o
Carbono-14.
A quantidade de carbono 14 dos tecidos orgânicos mortos
diminui a um ritmo constante com o passar do tempo.
Técnica de datação através do Carbono-14
Os resultados mostraram que o
linho utilizado na confecção do
sudário cresceu entre os anos
1260 e1390.
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Figura 40: Sepultamento de Cristo, sudário de Turim
À medida que a planta cresce, mais aumenta a quantidade de
carbono-14 por ela incorporada, até que se estabeleça um
equilíbrio.
O tempo de meia-vida do carbono-14 é de “apenas” 5730 anos.
O ciclo do carbono-14
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Figura 41: decaimento do carbono 14 para
nitrogênio 14
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A idade dos fósseis ainda
não foi descoberta, mas é
possível que essas
criaturas tenham vivido a
cerca de 3 milhões de
anos atrás e sejam o
primeiro grupo do
gênero Homo que andou
pelaTerra.
Figura 42:Reconstrução mostra como seria o rosto
do Homo naledi, a nova espécie identificada a partir
de ossos encontrados na África do Sul.
Referências Bibliográficas http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A03.pdf
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a08.pdf
http://web.ccead.puc-
rio.br/condigital/video/a%20quimica%20do%20fazer/radiacoes/carbono14/vi
deo%20para%20web/video.html
http://web.ccead.puc-
rio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_radiacoes_riscos
_e_beneficios.pdf
http://web.ccead.puc-
rio.br/condigital/mvsl/linha%20tempo/Marie_Curie/pdf_LT/LT_marie_curie.
http://www.redetv.uol.com.br/jornalismo/da-para-acreditar/flores-em-
fukushima-apresentam-grandes-deformidades-ao-nascerem?cmpid=fb-
uolnot
http://viajeaqui.abril.com.br/materias/homo-naledi-nova-especie-de-
hominideo-e-descoberta-na-africa-do-sul37