Como definir a estabilidade de um átomo? Depende. Eletrosfera. Núcleo. Radioatividade

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1 Como definir a estabilidade de um átomo? Depende Eletrosfera Ligações Núcleo Radioatividade

2 O que é radioatividade? Tem alguma ver com radiação?

3 Radiação eletromagnética Ampla faixa de frequência

4 Modelos atômicos Átomo grego Átomo de Thomson Átomo de Rutherford Átomo de Dalton

5 Radioatividade É um fenômeno pelo qual algumas substâncias ou elementos, chamados radioativos, são capazes de emitir radiações. A Radioatividade está ligada diretamente ao núcleo do átomo, na qual ao final do processo de reação o núcleo sofre alteração.

6 Descoberta da natureza distinta das radiações Entre 1898 e 1900, Ernst Rutherford e Paul Villard descobriram que a emissão radioativa pode ser de 3 tipos. Radiação Radiação Radiação

7 Constituições das radiações Partícula alfa Partícula beta Radiação gama A emissão de radiação gama por núcleo atômico é normalmente acompanhada por emissões de radiações alfa e beta. 0 1 Pósitron

8 Poder de penetração

9 Efeitos das radiações nucleares Ionização dos gases Fluorescência e fosforescência Produção de reações químicas Efeitos biológicos Todas as emissões radioativas são perigosas, já que por onde passam, ionizam átomos e moléculas de forma violenta.

10 Mas como definir a estabilidade nuclear?

11 Entendendo a radioatividade Núcleo Prótons Nêutrons Força Os prótons se repelem eletrostática Força nuclear supera a força de repulsão Os nêutrons também amenizam a força de repulsão

12 Nêutrons demais aglomeram os prótons. Prótons demais provoca repulsão elétrica entre eles. A radioatividade natural ocorre, geralmente, com átomos mais pesados do que o chumbo (de número atômico 82). Nuclídeo é cada espécie diferente de átomo. Radionuclídeo é um nuclídeo radioativo.

13 Reações nucleares São aquelas em que os núcleos dos átomos sofrem alteração. Todas as reações nucleares seguem dois princípios básicos : Conservação de carga Conservação do número de massa As reações químicas afetam a eletrosfera do átomo. Já as reações nucleares afetam o núcleo do átomo.

14 Decaimentos radioativos Na emissão da partícula alfa ( 4 2 ) - Lei de Soddy U Th 4 2 Na emissão da partícula beta( -1 ß 0 ) - Lei de Soddy-Fajans-Russel I β Xe A emissão da radiação gama ( ) não implica em formação de núcleo diferente do original, é apenas uma forma deste liberar energia

15 Séries radioativas Sequência, que ocorre espontaneamente na natureza, na qual elementos radioativos se transformam uns nos outros, ao longo de uma série de desintegrações, até chegar a um elemento químico estável

16 238 U α 234 Th 92 β Pa 234 Pa 91 β U α 230 Th 90

17 Transmutações nucleares artificiais São reações nucleares provocadas pelo bombardeamento de partículas aos nuclídeo, com produção de um novo elemento químico 14 N 4 17 O 1 p Be C n 238 U 1 n 253 Es Método de obtenção dos elementos artificiais

18 Fissão nuclear Nêutron 140 Ba n + Energia U 236 U Instável 93 Kr 36

19 Esta reação em cadeia libera uma quantidade enorme de energia e é o princípio de funcionamento das bombas atômicas e dos reatores nucleares usados atualmente em usinas para produção de energia elétrica

20 Bomba atômica

21 Usina Nuclear Fissão do urânio Aquecimento da água (vaporização) Ecr (movimento das turbinas) Eelétrica (Lei de Faraday: ) Corrente elétrica

22 Combustível nuclear Urânio enriquecido Urânio natural 99,3 % de 238 U que não é físsil. 0,07 % de 235 U que é físsil. O urânio é submetido a um tratamento para aumentar o teor de urânio físsil para cerca de 5 % (usinas) e 98 % (Bombas)

23 Fusão nuclear Fusão nuclear é a junção de núcleos atômicos produzindo um núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Sol Bomba de hidrogênio

24 IRRADIAÇÃO E CONTAMINAÇÃO RADIOATIVA Irradiação é a energia característica emitida por uma fonte radioativa. Contaminação radioativa ocorre quando um objeto ou um ser vivo se impregna com o material radioativo que vazou para o meio ambiente devido à ocorrência de um acidente.

25 Lixo radioativo

26 O tempo de decaimento é igual para todos os nuclídeos? Não Mas como definir um padrão de comparação? Tempo de meia vida

27 Tempo de meia vida O tempo de meia-vida (t 1/2 ) é o tempo necessário para que metade da massa contida em uma amostra sofra o processo de desintegração tempo 0 t1/2 2 t1/2 3 t1/2 massa m 0 m 0 /2 m 0 /4 m 0 /8 m = massa final em uma amostra radioativa. m0= massa inicial em uma amostra radioativa. x = nº de meias-vidas.

28 1) A temperatura não interfere na velocidade dos processos radioativos, ou seja, não altera os fenômenos nucleares. 2) A meia-vida, ou período de semidesintegração de um elemento, não depende do número de átomos ou da massa inicial da amostra. 3) A atividade radioativa de uma amostra diminui no decorrer do tempo porque o número de desintegrações diminui.

29 Datação por carbono 14

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