PRINCÍPIO BÁSICO: Isótopo Estável + Partícula incidente (n, p, a, g ) Isótopo Radioativo + Partículas emitidas. Medida das radiações emitidas

Documentos relacionados
Definições de Estabilidade

Física das Radiações & Radioatividade. Tecnologia em Medicina Nuclear Prof. Leonardo

18/Maio/2016 Aula 21. Introdução à Física Nuclear. Estrutura e propriedades do núcleo. 20/Maio/2016 Aula 22

As transformações de Lorenz fazem com que certas expressões percam validade. -Uma massa efectiva que depende da velocidade (via factor γ)

Cap. 42 Física Nuclear

Obj b ecti t vos FAMÍLIAS NUCLEARES

Descoberta do Núcleo

PROCESSOS DE DECAIMENTO

Descoberta do núcleo. Forças nucleares. Nuclídeos experimento de Rutherford Núcleo pequeno e positivo

Descoberta do Núcleo

Desintegração Nuclear. Paulo R. Costa

Radioatividade. Prof. Fred

FNC Física Moderna 2 Aula 26

FNC Física Moderna 2 Aula 26

Dosimetria e Proteção Radiológica

Colégio FAAT Ensino Fundamental e Médio

O ÂTOMO TIPOS DE RADIAÇÕES. TIPOS DE RADIAÇÕES As radiações podem ser classificadas da seguinte forma: Quanto à composição

!"#$%&'()*+,-'#&*'!-./0+-+*'11! '728'9/:/*.0/;!

Física IV Poli Engenharia Elétrica: 20ª Aula (04/11/2014)

Leonnardo Cruvinel Furquim PROCESSOS NUCLEARES

Física Nuclear: Radioatividade

Física Nuclear: Radioatividade

Carga, massa e spin do núcleo

18/Maio/2016 Aula 21. Introdução à Física Nuclear. Estrutura e propriedades do núcleo. 13Maio/2016 Aula 20

QUÍMICA. Transformações Químicas e Energia. Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 6

26/Maio/2017 Aula 22. Reacções nucleares Fissão (ou cisão); reactores de fissão; constante de reprodução. Fusão; reactores de fusão.

Lista 1 - Radioatividade

20/Maio/2013 Aula 24. Reacções nucleares Fissão (ou cisão); reactores de fissão; constante de reprodução. Fusão; reactores de fusão.

O NÚCLEO ATÔMICO. 4 ª Aula. 1-O Núcleo e Sua Estrutura 2 - Isótopos 3 - Unidade de Massa Atômica 4 - Energia de Ligação 5 - Estabilidade Nuclear

O Decaimento Radioativo (6 aula)

Sumário. núcleons propriedades dos núcleos modelos nucleares energia de ligação

Decaimento Radioativo

Física Moderna II - FNC376

Universidade de São Paulo Instituto de Física. Física Moderna II. Profa. Márcia de Almeida Rizzutto 2 o Semestre de Física Moderna 2 Aula 24

ACÇÃO DA RADIAÇÃO. Transformações radioactivas Decaimento radioactivo

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

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

ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS

Revisão de Conceitos e Fundamentos de Física das Radiações (B)

Os fundamentos da Física Volume 3 1. Resumo do capítulo

QUÍMICA. Transformações Químicas e Energia. Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 2

Lista elaborado por coletânea de exercícios, traduzida e organizado por Emerson Itikawa sob supervisão do Prof. Eder R. Moraes

1 ESTRUTURA ATÓMICA. Classificiação de materiais - Estrutura atómica. Ciências Físico-químicas 9º ano de escolaridade. Docente Marília Silva Soares 1

Vimos que a energia de ligação de um núcleo com Z prótons e N nêutrons é dado por:

Física Moderna II Aula 10

Química A Extensivo V. 8

Aula 21 Física Nuclear

A descoberta da radioatividade

Química Fascículo 04 Elisabeth Pontes Araújo Elizabeth Loureiro Zink José Ricardo Lemes de Almeida

1. Qual das seguintes grandezas NÃO é vectorial? A Aceleração B Força C Temperatura D Velocidade

B = a A a A a

AS RADIAÇÕES NUCLEARES 4 AULA

Demócrito. Demócrito a.c. Filósofo grego. A matéria é formada por partículas indivisíveis chamadas átomos.

As constantes acima são determinadas experimentalmente: b1 = 14 MeV b2 = 13 MeV. A Z b5 par par -33,5MeV impar 0 par impar 33,5MeV

Outro exemplo de fissão acontece quando um próton, com uma energia cinética de 0,15 MeV, penetra e é absorvido por um núcleo de lítio 7 (Fig.

Física Moderna II Aula 14

(a) Quando um átomo emite uma partícula α, seu Z aumenta 2 unidades e seu A aumenta 4 unidades.

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola de Engenharia de Lorena EEL

Estrutura dos Materiais. e Engenharia dos Materiais Prof. Douglas Gouvêa

QUÍMICA. Transformações Químicas e Energia. Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 12

V ESCOLA AVANÇADA DE ENERGIA NUCLEAR Teoria e aplicações das ciências nucleares

15/08/2017. É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis.

Decaimento radioativo

Tipos de forças fundamentais na Natureza

Figura 1: Fotos dos cogumelos formados após a explosão das bombas nucleares Little Boy (à esquerda Hiroshima) e Fat Man (à direita Nagasaki).

QUESTÕES DE FÍSICA MODERNA

Física Moderna II. Universidade de São Paulo Instituto de Física. Prof. Nemitala Added Profa. Márcia de Almeida Rizzutto 2 o Semestre de 2014

Escola Secundária de Lagoa. Ficha de Trabalho 4. Física e Química A

1 Estrutura do átomo. c Leonor Cruzeiro

Cap. 10. Interiores Estelares. Fontes de energia. Transporte de energia: radiação. AGA 0293, Astro?sica Estelar Jorge Meléndez

José Augusto Perrotta

4ª Ficha de Avaliação de Conhecimentos Turma: 10ºA Física e Química A 10ºAno (VERSÃO 1)

Energia de Ligação e de

Aula 1: A carga elétrica e a lei de. Coulomb. Curso de Física Geral III Eletricidade Básica

Introdução. Carlos Alexandre Wuensche Processos Radiativos I

Mas, se tem uma meia vida tão curta, de onde vem o 99 Tc usado nos hospitais?

Decaimentos radioativos. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

CURSO DE RADIOPROTEÇÃO COM ÊNFASE NO USO, PREPARO E MANUSEIO DE FONTES RADIOATIVAS NÃO SELADAS

SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA

Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Física Departamento de Física. FIS01184 Física IV-C Área 3 Lista 2

1. Imagem de uma carga num objecto metálico

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

2.º Teste de Física e Química A 10.º A Dez minutos /

Introdução às interações de partículas carregadas Parte 1. FÍSICA DAS RADIAÇÕES I Paulo R. Costa

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

Ligações Atômicas e Bandas de Energia. Livro Texto - Capítulo 2

NOTAS DE AULAS DE FÍSICA MODERNA

1.3. Distribuições eletrónicas de átomos e de iões

Física Moderna II Aula 24

estrutura atômica e ligações

Física Nuclear 1: O núcleo atómico

Demócrito. Demócrito a.c. Filósofo grego. A matéria é formada por partículas indivisíveis chamadas átomos.

SOLUÇÃO ALUNO PRATIQUE EM CASA

Capítulo 42: Física Nuclear

Instituto de Física USP. Física Moderna I. Aula 15. Professora: Mazé Bechara

Instituto de Física USP. Física V - Aula 21. Professora: Mazé Bechara

Interacções da radiação

Arquitectura do Universo. Espectros, radiações e energia

Decaimento α. Wednesday 12 May 2010 at 3:46 pm. Versão para impressão

Transcrição:

Radioquímica

PRINCÍPIO BÁSICO: Isótopo Estável + Partícula incidente (n, p, a, g ) Isótopo Radioativo + Partículas emitidas (n, p, a, g ) Medida das radiações emitidas

O Núcleo Atómico Importância de A (número de massa). Nuclídeo: espécie de átomo caracterizado pela constituição do seu núcleo, em particular por seu número de protões (P) e de neutrões (N). Isótopos: mesmo Z (número atómico). Isóbaros: mesmo A (número de massa). Isótonos: mesmo N (número de neutrões). Comportamento nuclear vs estado químico. Tabela de nuclídeos.

NUCLÍDEOS Espécies de átomos caracterizados pela constituição do seu núcleo, em particular pelo seu número de protões e de neutrões. Dos 111 elementos químicos usuais, 81 possuem isótopos estáveis, sendo o Bi (Z=83) o mais pesado.

NUCLIDEOS Os isótopos dos 28 elementos restantes são radioactivos. O U (Z=92) é o mais pesado dos que ocorrem na natureza. Cerca de 2000 nuclídeos já foram identificados. Desses, somente 264 nuclídeos são estáveis, sendo os restantes radioactivos.

Tipos de Nuclídeos Isótopos - Possuem o mesmo número de protões (Z= constante) mas diferentes números de massa e diferentes números de neutrões. Ex: Isóbaros - Possuem o mesmo número de nucleões (A = constante). Pertencem a diferentes elementos químicos. Ex: 235 U 234 92 92, 238 UU, 92 90 Sr, 90 38 39 y

Isótonos - Possuem o mesmo número de neutrões Ex: 64 Zn, 63 Cu, 62 Ni N 30 29 28 34 Isodiáferos - Possuem o mesmo excesso de neutrões relativamente aos protões (A-2Z=N-Z=constante). Ex: 30323436 151617 38 18 SiPSCl,,, Ar 14, N Z 2

Isómeros ou Nuclídeos Isoméricos Não diferem no número de protões ou de neutrões, mas somente no estado energético do núcleo. Estado fundamental - estado de energia mais baixo. Isómero de meia vida muito curta estado excitado. ( t / 2 1 Meias vidas maiores estados meta-estáveis. ) 1 s

Nuclídeo isomérico em estado de energia mais alto que o estado fundamental libertação de energia geralmente por emissão de radiação g. Sc t/1 18s7. 46 g Sc 46 m 2 Rh t /1 57 m103 g Rh 103 m 2 g=ground state

Classificação dos Nuclídeos Nuclídeos estáveis - não sofrem decaimento radioativo: são 264 atualmente; Ex: 12 C, 16 O Radionuclídeos naturais primários - existem desde a origem do sistema solar; Ex: 238 U, 40 K, 87 Rb Radionuclídeos naturais secundários - produzidos pelo decaimento dos anteriores; Ex: 226 Ra, 234 Th ( filhos do 238 U) Radionuclídeos naturais induzidos : produzidos pela Acão dos raios cósmicos na atmosfera; Ex: 3 H, 14 C Radionuclídeos artificiais: produzidos pelo homem, em reações nucleares: cerca de 2000 são conhecidos

Energia de Ligação do Núcleo Energia de ligação nuclear total: energia libertada no processo hipotético de reunir Z protões e N neutrões para formar um núcleo. E = mc 2 Ε Β + Α Ζ M Μ * 931_ ΜeV = zm Η Ν

Unidades de energia em física nuclear. Energia de ligação: ~ proporcional a A. Energia de ligação/nucleão (MeV/nucleão). Cálculo da energia de ligação/nucleão para o 4 He. 23467910 H 112 He Li CBe 1.11 2.57 7.07 5.33 5.60 6.46 6.47 6.93 7.68

Unidades de energia o eletrão-volt + V1 volt - Eletrão-volt: variação de energia cinética do eletrão, quando a diferença de potencial for de 1 volt. V.q

1e = 1.6021733x10 19 C 1eV = 1.6021733x10 19 J 1J = 1eV /1.6021733x10 19 J E mc 2 m = E c 2 8 16 E1 Kg = 1Kg * 2.9979246.10 m/s 8,987552.10 J 16 9,987552.10 29 E1 Kg = = 5,6095864eV 5,6095864. 10 1 1,6021733.10 MeV

9 8 7 6 0 50 100 150 200 250 Número de Massa

Diferença entre as E L /nucleão para nuclídeos estáveis e radioativos. 5 Li 6 Li 7 Li 8 Li 5.26 5.33 5.60 5.16

Definições de Estabilidade 1. Não se deteta radioatividade. Não há transformação em outro nuclídeo. 2. Sistema nuclear é estável em relação a outro quando a diferença de energia é negativa: massa em repouso do primeiro é menor que a do segundo.

Definições de Estabilidade Ex: 4 He é mais estável do que os seus constituintes isolados. 235 U é instável em relação ao sistema 231 Th + 4 He 235 U 235.04393 231 Th + 4 He 235.03895 Diferença 0.00498

Forças Nucleares Atração gravitacional fraca Força eletrostática protões ( repulsão ) Caraterísticas das Forças Nucleares - Alcance muito curto: experiências de bombardeamento com partículas elementares e a partir das propriedades do deuterão.

Distância a partir do centro do núcleo (Fermi = 10-15 m) o Neutrão E pot = o o Barreira coulombiana o Neutrão Poço de potencial Protão - A atracção transforma-se em repulsão com uma maior aproximação (semelhança com Forças de Van der Waals ).

- Independência da carga a força é de mesma magnitude para 2 protões, 1 protão e um neutrão ou 2 neutrões. - Saturação das forças nucleares : Interacções possíveis entre pares de nucleões: 1 2 A A 1

Energia da ligação: - proporcional a A - Semelhança com as forças de valência. - Repulsões Coulombianas (protões): não mostram saturação. - São aproximadamente proporcionais ao número de protões que interagem: 1 Z 2 Z 1

Consequência : -Queda suave na energia de ligação/nucleão para núcleos pesados. - Dependem do estado quântico do sistema. Estado estável do deuterão: neutrão e protão com spins paralelos. Experiência de espalhamento : interação de 2 nucleões depende de sua quantidade de movimento angular relativa.

Sistemática dos Núcleos Estáveis - Nuclídeos estáveis: formam uma banda através da tabela de nuclídeos. - Parte inferior: associada c / Z = N ( 4 He, 16 O) -até o 40 Ca (Z=N=20) último nuclídeo estável com Z = N - A partir daí: N / Z > 1

Sistemática dos Núcleos Estáveis Nuclídeo estável mais pesado ( 209 Bi), Z=83 N=126 N / Z = 1.52 Excesso de neutrões: compensação para repulsão Coulombiana. Equação da linha de estabilidade: N ~= Z para os nuclídeos leves. N Z 2 ZA 3 /60