15/08/2017. É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis.
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- Vitorino Fidalgo Festas
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1 É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis. 1
2 Descoberta dos raios X No final do século XIX, o físico alemão Wilheim Konrad Roentgen ( ), trabalhando com raios catódicos, percebeu que estes, ao se chocarem com vidros ou com metais, produziam um novo tipo de radiação. Estudos posteriores permitiram concluir que essas radiações não apresentam nem massa nem carga elétrica. Elas foram denominadas raios X e atualmente são utilizadas no diagnóstico de fraturas ósseas e de várias outras ocorrências médicas. Descoberta da radioatividade Em 1896, o físico francês Antoine-Henri Becquerel percebeu que um sal de urânio (o sulfato duplo de potássio e uranila: K 2 (UO 2 )(SO 4 ) 2 ) era capaz de sensibilizar o negativo de um filme fotográfico, recoberto por papel preto, ou ainda uma fina lâmina de metal. As radiações emitidas pelo material apresentavam propriedade semelhante à dos raios X, que foi denominada radioatividade. 2
3 Em 1897, Marie Sklodowska Curie ( ) demonstrou que a intensidade da radiação é proporcional à quantidade de urânio na amostra e concluiu que a radioatividade é um fenômeno atômico. Marie juntamente com seu marido o físico Pierre Curie, estudando as descobertas de Becquerel, perceberam que outro elemento químico o Tório, causava os mesmos fenômenos característicos do Urânio. Continuando a suas pesquisas, descobrem outros elementos químicos radioativos o Polônio e o Rádio. 3
4 Marie juntamente com seu marido o físico Pierre Curie, estudando as descobertas de Becquerel, perceberam que outro elemento químico o Tório, causava os mesmos fenômenos característicos do Urânio. Continuando a suas pesquisas, descobrem outros elementos químicos radioativos o Polônio e o Rádio. Experimento de Rutherford Em 1897, Ernest Rutherford criou uma aparelhagem para estudar a ação de um campo eletromagnético sobre as radiações: 4
5 Rutherford concluiu que, como os raios alfa (α) e beta (β) sofrem desvio no campo magnético, devem apresentar carga elétrica, ao passo que os raios gama (γ) não a devem ter. Os raios β são atraídos pela placa positiva; devem, portanto, ter carga negativa. Com o mesmo raciocínio pode-se deduzir que os raios α têm carga positiva. Estudos posteriores permitiram caracterizar os três tipos de radiação: Poder penetrante 5
6 Desintegração ou decaimento nuclear O decaimento ocorre quando o núcleos instáveis (mais de 84 prótons) emitem partículas alfa, beta e radiações eletromagnéticas, desintegrando-separa conseguir estabilidade. Por exemplo, o Urânio-238 é um isótopo radioativo que sofre decaimento por liberar uma partícula alfa (que é constituída de dois prótons e dois nêutrons) e, com isso, origina um núcleo de Tório-234: U Th + 4 2α Nesse caso, o decaimento radioativo termina com o chumbo 206 (Pb-206), cujo número atômico é 82, como se pode ver abaixo: 6
7 Tipos de Radioatividade Radioatividade Natural ou Espontânea: É emitida de forma espontânea por núcleos instáveis. Manifesta-se nos elementos radioativos e nos isótopos naturais. Radioatividade Artificial ou Induzida: As emissões são forçadas e realizadas através do bombardeamento de átomos por meio de partículas aceleradas (partículas alfa, beta, próton, nêutron, pósitron e dêuteron). Ocorre então uma transformação dos átomos do elemento bombardeado em átomos de outro elemento, o que não ocorre naturalmente. 7
8 O primeiro isótopo radioativo artificial foi produzido pelo casal de pesquisadores franceses Jean Frédéric Joliot-Curie ( ) e Irène- Curie ( ) filha de Marie Curie, eles bombardearam uma placa de alumínio 27 com partículas alfa e obtiveram o isótopo radioativo artificial fósforo Al + 24 α P + 01 n Leis da radioatividade 1ª Lei: A emissão de partículas α ou lei de Soddy O átomo de um elemento radioativo, ao emitir uma partícula alfa, dá origem a um novo elemento que apresenta número de massa A com 4 unidades a menos e número atômico Z com 2 unidades a menos. 8
9 Quando um átomo de 94 Pu 239 emite uma partícula α, ele se transforma em 92 U 235. A reação nuclear que representa essa transformação é dada por: 2ª Lei: A emissão de partículas β ou Lei de Soddy, Fajans e Russel Nessa emissão, um nêutron se decompõe, originando um próton que permanece no núcleo, um elétron e uma subpartícula denominada antineutrino. Todos eles são emitidos: 9
10 Quando um átomo de um elemento radioativo R emite uma partícula β (um elétron), dá origem a um novo elemento S com o mesmo número de massa (A) e com o número atômico (Z) uma unidade maior. 10
11 Quando um átomo de 6 C 14 transforma em 7 N 14. emite uma partícula β, ele se Como as radiações γ são ondas eletromagnéticas, sua emissão não altera nem o número atômico nem o número de massa do átomo. Por esse motivo, sua emissão não costuma ser representada por equações. 11
12 Transmutações Quando um elemento químico emite espontaneamente uma radiação e se transforma em outro elemento, dizemos que aconteceu uma transmutação natural. O urânio instável é um bom exemplo, com excesso de nêutron, reage espontaneamente liberando uma partícula beta e se transforma no elemento químico tório. 12
13 Quando as transmutações são obtidas por bombardeamento de núcleos estáveis com partículas α, prótons, nêutrons etc., são chamadas transmutações artificiais. A primeira delas foi obtida por Rutherford: Outro exemplo de transmutação artificial foi a descoberta do nêutron por Chadwick (1932): 13
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