LOGO. Radioatividade. Profa. Núria Galacini

Transcrição

1 LOGO Radioatividade Profa. Núria Galacini

2 Radioatividade Breve Histórico: 1896: Antoine-Henri Becquerel percebeu que um sal de urânio sensibilizava o negativo de um filme fotográfico, recoberto por papel preto ou por uma fina lâmina de metal. As radiações emitidas apresentavam propriedades semelhantes à dos raios X, e foi denominada radioatividade. 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.

3 Radioatividade Breve Histórico: 1897: Ernest Rutherford criou uma aparelhagem para estudar a ação de um campo eletromagnético sobre as radiações:

4 Radioatividade partículas: possuem massa e/ou carga radiação: não possui massa e nem carga

5 Radioatividade

6 Leis da Radioatividade Primeira lei: a emissão de partícula alfa (α) O átomo de um elemento radioativo, ao emitir uma partícula α, dá origem a um novo elemento que apresenta n de massa (A) com 4 unidades a menos e n atômico (Z) com 2 unidades a menos. Genericamente, tem-se: Exemplo:

7 Leis da Radioatividade Segunda lei: a emissão de partícula beta (β) Nessa emissão, um nêutron se decompõe, originando um próton que permanece no núcleo, um elétron e uma subpartícula denominada antineutrino. Todos eles são emitidos: Se um átomo de um elemento radioativo R emite uma partícula β (um elétron), dá origem a um novo elemento S com o mesmo n de massa (A) e com o n atômico (Z) uma unidade maior. Genericamente, tem-se:

8 Leis da Radioatividade Segunda lei: a emissão de partícula beta (β) Exemplo: Obs.: Como as radiações γ (gama) são ondas eletromagnéticas, sua emissão não altera nem o n atômico nem o n de massa do átomo. Por esse motivo, sua emissão não costuma ser representada por equações.

9 Cinética das desintegrações radioativas Tempo de meia-vida ou período de semi-desintegração (P ou t 1/2 ): é o tempo necessário para que a metade dos núcleos radioativos se desintegre, ou seja, para que uma amostra radioativa se reduza à metade.

10 Cinética das desintegrações radioativas Exemplo: decaimento de uma amostra de 16 g de fósforo- 32, que se reduz a 8 g em 14 dias, originando o enxofre-16. Assim sua meia-vida é de 14 dias.

11 Fissão Nuclear Divisão de um átomo de grande massa atômica, com grande liberação de energia.

12 Fissão Nuclear Bomba Atômica Em 1945, os Estados Unidos conseguiram obter as massas críticas de urânio e de plutônio necessárias para produzir a reação em cadeia. Foi produzida, então, a primeira bomba atômica, detonada em 16 de julho de 1945 no deserto do Novo México. A ideia de apressar o término da Segunda Guerra Mundial levou o presidente americano Harry Truman a ordenar o lançamento de bombas atômicas sobre o Japão. Em 6 de agosto do mesmo ano foi lançada sobre Hiroshima uma bomba atômica de urânio chamada Littleboy. A bomba detonada sobre Hiroshima tinha 7 quilogramas de urânio- 235 e um poder destrutivo equivalente a 20 mil toneladas de TNT (20 quiloton), que provocou a morte imediata de aproximadamente 100 mil pessoas. Três dias depois, foi lançada outra bomba atômica de plutônio sobre a cidade de Nagasaki, resultando na morte imediata de 20 mil pessoas.

13 Fissão Nuclear Bomba Atômica A seqüência a seguir mostra os eventos que ocorrem na explosão de uma bomba atômica:

14 Fusão Nuclear Praticamente toda a energia que a Terra recebe do Sol é produzida num processo denominado fusão nuclear: Esse processo libera quantidades de energia ainda maiores que a fissão nuclear. Um grama de hidrogênio, através da fusão, libera uma quantidade de energia igual à liberada na queima de 20 t de carvão. A primeira aplicação desse processo pelo ser humano foi na bomba de hidrogênio. Uma das possibilidades de uso da fusão nuclear seria em equipamentos nos quais a reação possa ser controlada, aproveitando-se a gigantesca quantidade de energia liberada. A construção desses reatores de fusão nuclear, no entanto, apresenta uma série de dificuldades. Uma delas é a adequação do material constituinte do recipiente no qual a fusão deve ocorrer, pois a temperatura atinge valores muito elevados.

15 Exercício (Fuvest adaptado) A proporção do isótopo radioativo do carbono ( 14 C), com meia-vida de, aproximadamente, anos, é constante na atmosfera. Todos os organismos vivos absorvem tal isótopo por meio de fotossíntese e alimentação. Após a morte desses organismos, a quantidade incorporada do 14 C começa a diminuir exponencialmente, por não haver mais absorção. a) Por que um pedaço de carvão que contenha 25% da quantidade original de 14 C não pode ser proveniente de uma árvore do início da era cristã? b) Por que não é possível fazer a datação de objetos de bronze a partir da avaliação da quantidade de 14 C?

16 Resposta a) 100% 50% 25% São dois períodos de meia-vida (ou seja, duas ) 5700 anos x 2 períodos = anos Portanto, para ser do início da era Cristã, seria necessário que, ao restar 25% da quantidade inicial, que o carvão tivesse 2010 anos, aproximadamente. b) A datação de objetos de bronze não é eficaz visto que os materiais são de cobre e zinco. Para fazer a técnica do 14 C, é necessário ter objetos que contenham carbono (tecidos, ossos, carcaças, plantas fossilizadas, dentes, etc.)