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QUÍMICA

Prof ª. Giselle Blois

Transformações Químicas e Energia

Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 4

Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos

Cinética da Radioatividade

Quando um átomo emite radiação (energia) ele sofre

transformação em um outro (decaimento radioativo).

* Vale lembrar que para que um átomo seja emissor de

radiação, seu núcleo deve ser obrigatoriamente instável para

que a emissão radioativa possa dar a ele estabilidade.


Porém, essas transformações de um átomo em outro,

devido as emissões radioativas, podem acontecer em

tempos ou velocidades diferentes.

A Cinética Radioativa estuda, por meio de diferentes

critérios, a velocidade de um decaimento radioativo.


Velocidade de uma desintegração ou atividade:

É uma grandeza que calcula a velocidade em que uma

desintegração acontece. Ela especifica a variação da

quantidade de átomos radioativos que ocorreu em uma

determinada faixa de tempo.


Para calcular a velocidade de desintegração, podemos

utilizar a fórmula a seguir:

V = - Δn /Δt

V = velocidade de desintegração;

Δn = variação do número de átomos, antes e depois da

desintegração;

Δt = variação do tempo em que ocorreu a desintegração.


Observação: o sinal de menos na frente da fórmula é para que

a velocidade tenha um sinal positivo, uma vez que:

Δn = n – no

no = número inicial de átomos radioativos;

n = número de átomos radioativos inalterados, ou seja, que

ainda não emitiram nenhuma radiação após o intervalo de

tempo Δt.


Δn = |nf – no|

Δn = 4.1020 – 6.1021

Δn = 54.1020 átomos

Δt = tf – to

Δt = 10 – 8

Δt = 2 minutos

Exemplo: Determine a velocidade de desintegração radioativa

de uma amostra que, no tempo de 8 minutos, apresentou

6.1021 átomos e, em 10 minutos, apresentou 4.1020 átomos.

V = Δn / Δt

V = 54.1020 / 2

V = 27.1020 átomos por minuto


Observação: a unidade de velocidade de desintegração ou

atividade pelo Sistema Internacional (SI) é o becquerel.

* Becquerel (Bq): é a atividade de um material radioativo

no qual se produz uma desintegração nuclear por segundo.

É expresso por s-1.

Uma unidade mais antiga é a Curie (Ci):

1 Ci = 3,7 . 1010 Bq


Constante radioativa ou constante de desintegração (k ou C):

A constante radioativa avalia o número de átomos em relação a

uma determinada faixa de tempo. Nessa relação, temos que

quanto maior for a quantidade de átomos na amostra

radioativa, maior será a velocidade em que ocorrerá a

desintegração (emissão de radiação).

Observação: Cada elemento ou material radioativo apresenta

uma constante radioativa.


Verifica-se experimentalmente que a velocidade de

desintegração é proporcional ao número de átomos

radioativos presentes:

V = Cn

* A constante de desintegração apresenta um valor fixo para

cada isótopo radioativo.


C = - Δn / ( n . Δt)

Δn: a variação da quantidade de átomos;

n: o número final de átomos da amostra;

t: tempo de desintegração.

Ou seja, a constante radioativa indica a fração de átomos

que se desintegra na unidade de tempo.


Exemplos de constantes radioativas de alguns elementos:

— Radônio-220: C = 1 / 79 s–1

A cada 79 átomos de radônio, apenas um se desintegra a cada segundo.

— Tório-234: C = 1 / 35 dia–1

A cada 35 átomos de tório, apenas um se desintegra a cada dia.

— Rádio-226: C = 1 / 2300 ano–1

A cada 2300 átomos de rádio, apenas um se desintegra a cada ano.


Intensidade radioativa (i):

É uma grandeza que indica a quantidade de átomos que

sofreu desintegração em uma faixa de tempo específica.

Ela depende da quantidade de radiações alfa e beta que foi

emitida pelo material.

i = C.n

CUIDADO: n = é a constante de Avogadro (6,02.1023)


Vida média:

Durante o estudo dos materiais radioativos, os cientistas

descobriram que não é possível determinar o momento em

que um grupo de átomos sofrerá desintegração, ou seja,

eles podem desintegrar-se a qualquer momento. Isso ocorre

por dois fatores: sua instabilidade e os átomos da amostra

são iguais.


Vida-média de um isótopo radioativo é a média aritmética

dos tempos de vida de todos os átomos do isótopo, este é

um valor estatístico.

A fórmula que descreva a vida média é:

Vm = 1

C

* A vida média é inversamente proporcional à constante

radioativa.


Exemplo: Se a constante radioativa do elemento rádio-226

é de 1/2300 ano-1, qual será a sua vida média?

Vm = 1

C

Vm = 1

1/2300

Vm = 2300 anos

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