R A D I O A T I V I D A D E (I)

Prof. Luiz Antônio TomazTurmas 201 - 202

O que é R A D I O A T I V I D A D E ?

“É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus

núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A emissão de partículas faz com que o

átomo radioativo de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento químico

diferente (transmutação).

R A D I O A T I V I D A D E, como tudo começou?

O pioneirismo é de Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923)

Descoberta dos Raios -X

O que é Raio – X ?

Raio-X é radiaçãoeletromagnética com

comprimento de onda nointervalo de 10-11m a 10-8m(0,1 a 100 Å), resultante da

colisão de elétronsproduzidos em um cátodo

aquecido contra elétrons deânodo metálico

O choque do feixe de elétrons (que saem do catodo com energia de dezenas de KeV) com o anodo (alvo)

produz os chamados raios X. 

Como são produzidos?

Os raios X, sabemos hoje, não têm origem

nuclear. Surgem do “salto quântico” de elétrons para camadas mais externas e, ao retornarem à origem,

emitem onda eletromagnética. É um dos

postulados de Bohr, lembra?

Mas muita a t e n ç ã o ?

Calor

Raio X

Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila, K2(UO2)(SO4)2 , conseguia impressionar

chapas fotográficas.

Um pouco mais de História

Um pouco mais de História

Essa radioatividade, diferentemente dos raios x, têm origem nuclear. Além disso, as

emissões eletromagnéticas (ondas) apresentam muito

mais energia.

Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o polônio (Po), 400 vezes mais radioativo que o urânio e depois, o rádio

(Ra), 900 vezes mais radioativo que o urânio.

Um casal de cientistas

Modelos atômicos explicam radioatividade

Novas descobertas demonstraram que

os elementos radioativos naturais emitem três tipos de radiações (α, β e γ),

com diferentes penetrabilidades.

No começo do século XX, Rutherford criou uma

aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações eram

emitidas pelo material radioativo, contido no interior de um bloco de chumbo e submetidas a um

campo magnético.

A grande contribuição de Rutherford

Experimento de Rutherford levou à

descoberta do núcleo com próton(s).

A grande contribuição de Rutherford

NÚCLEO

Quando se descobriu a radioatividade, desvendou-

se o núcleo do átomo e a sua divisibilidade pode ser

confirmada.

A grande contribuição de Rutherford

As três emissões*: o que sabemos hoje

Emissões alfa (2α4)

Partículas com carga elétrica positiva, constituídas de 2 prótons

e 2 nêutrons.

Velocidade média

20000 km/s.

Poder de penetração

Pequeno, são detidas por pele, folha de papel ou 7 cm de ar.

* Expressão melhor do que radiações.

Consequências . . .

1ª Lei da Radioatividade(lei de Soddy)

"Quando um núcleo emite uma partícula alfa (α), seu número atômico diminui de suas unidades e seu número de massa diminui de quatro unidades."

ZXA → 2α4 + Z - 2Y A - 4

92U235 → 2α4 + 90Th 231

As três emissões: o que sabemos hoje

Emissões beta (-1β0)

Partículas com carga elétrica negativa e massa desprezível (elétrons expulsos do núcleo).

0n1 → 1p1 + -1 β 0 + neutrinoPrótons permanecem no núcleo e os elétrons e

neutrinos são expulsos.

Elétrons nucleares?

As três emissões: o que sabemos hoje

Emissões beta (-1β0)

Velocidade média

95% da velocidade da luz.

Poder de penetração

50 a 100 vezes mais penetrantes que as partículas alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (Aℓ) ou 2 mm de

chumbo (Pb).

Consequências . . .

2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel)

"Quando um núcleo emite uma partícula beta (β) , seu número atômico aumenta de uma unidade e seu

número de massa não se altera.“

ZXA → -1 β0 + 1YA +

83Bi210 → -1 β0 + 84Po 210 +

As três emissões: o que sabemos hoje

Emissões gama(0γ0)

São ondas eletromagnéticas, da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica nem

massa.

Velocidade

Igual à da luz (300 000 km/s).

Poder de penetração

Alto, são mais penetrantes que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb).

Poder de penetração das emissões: comparando

Emissões gama causam mal à saúde. Podem atravessar o corpo

humano, causando danos irreparáveis.

Equipamentos especiais de proteção são

necessários.

Encerrando (por enquanto)

1. Salientamos a necessidade de realizar, agora, as atividades constantes na apostila;

2. Na apresentação “Radioatividade (II)” outras abordagens serão feitas: meia-vida, decaimento

radioativo, fissão e fusão nuclear, efeitos elétricos, biológicos, etc.

Até lá !