MESTRE NUCLEAR - fisica.org.br · ... JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR) Mestrado...

MESTRE NUCLEAR (PRODUTO EDUCACIONAL - JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR)

Mestrado Profissional em Ensino de Física

MNPEF / UFT - ARGUAÍNA - TOCANTINS

Edgar Duarte da Silva - [email protected]

Erica Cupertino Gomes - [email protected]

INSTRUÇÕES SOBRE O JOGO

1) Os participantes devem ter conhecimento básico sobre a Física Nuclear.

2) O jogo poder ter três ou quatro participantes, sendo um deles o Mestre Nuclear.

3) O Mestre Nuclear ficará encarregado de ler as instruções e coordenar o andamento

do jogo. Ele quem fará as perguntas aos jogadores, tirando uma carta do monte de

maneira aleatória, lendo a pergunta e suas alternativas, sem influenciar na resposta.

4) Os jogadores podem contar ainda com o apoio de um colega que em momento

oportuno poderá lhe ajudar nas respostas às perguntas. (somente quando o jogador ativar

uma carta bônus de ajuda).

5) O jogador que estiver à direita do Mestre Nuclear deverá começar o jogo, e assim,

sucessivamente em sentido anti-horário.

6) Cada jogador deverá posicionar sua peça inicialmente na casa de número 20, deslo-

cando uma casa a cada acerto, em direção ao núcleo do átomo.

7) Ao chegar nas casas 16,12, 8 e 4, cada jogador terá direito a uma carta bônus.

8) O jogador que receber uma carta de pedido de ajuda poderá usá-la em qualquer

momento durante o jogo.

9) O jogador que obtiver ajuda indevida, não autorizada, perderá a rodada em questão

e sua resposta será anulada, passando a vez para o próximo jogador.

10) Ao chegar nas casas atingidas pelos neutrinos, se o jogador errar a resposta à per-

gunta, receberá uma carta bomba (extra) e se, responder corretamente poderá di-

recioná-la a um dos outros dois jogadores.

11) O jogo termina quando um dos jogadores chegar ao núcleo do átomo, desativando

a ogiva nuclear ativa.

Carta Bônus

obs: as cartas bônus não deverão ser reveladas até o momento em que forem utilizadas.

1) Avançar uma casa - ao receber esta carta o jogador poderá, imediatamente, deslo-

car mais um casa em direção ao núcleo do átomo.

2) Eu respondo - o jogador que possuir esta carta poderá ativá-la em qualquer momen-

to do jogo ao final da pergunta, antes que o outro jogador responda, tendo o direito

de tomar a sua vez .

3) Ajuda - o jogador poderá ativar esta carta após a pergunta, contando assim com a

ajuda do colega que está á sua retaguarda.

4) Bloqueio de carta bônus - o jogador que a possuir, antes que o Mestre Nuclear leia a

pergunta, deverá ativá-la, anunciando a todos que durante aquela rodada nenhuma

outra carta bônus poderá ser utilizada por nenhum dos jogadores.

5) Cartas bomba - ao responder corretamente a pergunta referente à casa atingida por

um neutrino, o jogador poderá redirecionar esta carta a um dos outros dois jogado-

res. Caso a carta Bloqueio de cartas bônus esteja acionada esta carta não terá efeito.

6) Neutralizar - o jogador que a possuir poderá neutralizar um ataque de Carta Bomba.

Acionando-a ao ser ameaçado.

Carta Bomba

1) Passou a vez - quando esta carta é ativada o jogador passa a vez na próxima rodada.

2) Cartas aprisionadas - quando esta carta é ativada o jogador terá suas cartas bônus

aprisionadas por uma rodada.

3) Volte uma casa - quando esta carta é ativada o jogador o jogador deverá retroceder

em uma casa, sem direito a nenhuma vantagem da casa se houver.

MESTRE NUCLEAR (PRODUTO EDUCACIONAL - JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR)

Mestrado Profissional em Ensino de Física

MNPEF / UFT - ARGUAÍNA - TOCANTINS

Edgar Duarte da Silva - [email protected]

Erica Cupertino Gomes - [email protected]

COMPOSIÇÃO DO PRODUTO

I. FOLHETOS PARA RODA DE LEITURA (7 folhetos).

1. História da Física Nuclear.

2. Evolução dos Modelos Atômicos.

3. As Partículas Nucleares.

4. Notação e Terminologia.

5. O Átomo e a Energia Nuclear.

6. Erros e Acidentes da Física Nuclear.

7. Algumas Aplicações da Física Nuclear.

II. JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR. (1 tabuleiro , 168 cartas e ficha de instru-

ções).

1. Tabuleiro para três jogadores e um mestre da mesa (Mestre Nuclear).

2. Cartas perguntas - 120 cartas.

3. Cartas bônus - 36 cartas.

3.1. Avançar uma casa - 12 cartas.

3.2. Eu Respondo - 3 cartas.

3.3. Ajuda - 6 cartas.

3.4. Carta Bomba - 6 cartas.

3.5. Bloqueio de Carta Bomba - 6 cartas.

3.6. Neutralizar - 3 cartas.

4. Cartas Bombas - 12 cartas.

4.1. Passou a Vez - 6 cartas.

4.2. Cartas Aprisionadas - 3 cartas.

4.3. Volte 1 casa - 3 cartas.

5. Instruções do jogo MESTRE NUCLEAR - 3 páginas.

HISTÓRIA DA FÍSICA

NUCLEAR.

Diante da descoberta da existência dessa

força, muitas questões surgiram, por exemplo: Co-

mo utilizar tal força?

Os trabalhos de Enrico Fermi e seus cola-

boradores no então chamado Projeto Manhattan,

abriram o leque de aplicações para o uso da ener-

gia liberada pelo núcleo atômico. Eles conseguiram

controlar as reações nucleares, permitindo assim

suas aplicações.

A história da energia nuclear no Brasil inici-

ou-se na década de 1930, com a consolidação do

alto nível do padrão de pesquisa na recém-criada

Universidade de São Paulo. Em 1935 foi criado o

O Brasil conse-

gue, em meio ao cenário mundial, avançar nas pes-

quisas e utilização da energia nuclear para áreas

distintas como: indústria, ciência, medicina, agri-

cultura e na geração de energia elétrica a partir

das termonucleares - Angra I e Angra II. E em ja-

neiro de 2015 teve início a montagem eletromecâ-

nica da usina de Angra III.

A falta de conhecimento ou descuido das

empresas e pessoas responsáveis pela distribui-

ção, armazenamento e descarte correto dos equi-

pamentos que funcionam a partir de radioisótopos,

causaram transtornos como no caso do México,

que foi abalado no ano de 1983 com o acidente

com Cobalto - 60 e, no ano de 1987 os brasileiros

conheceram as consequências de um acidente ra-

dioativo, pois catadores de sucata venderam a um

ferro velho um equipamento que continha o Césio -

137, o fato ocorreu na cidade de Goiânia, estado

de Goiás.

Por falha técnica, humana ou catástrofe

natural, podemos citar algumas das importantes

ocorrências com usinas termonucleares. A Inglater-

ra passou maus momentos com a usina de Winds-

MNPEF / UFT

MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL

EM ENSINO DE FÍSICA.

ν

cale no ano de 1957. Nos EUA também houve uma verda-

deira corrida contra o tempo no caso da usina de Three

Mile Island no ano de 1979. No ano de 1986 toda a Ásia e

Europa, ficaram em alerta máximo pelo fato ocorrido na

usina de Chernobyl . E, no ano de 2011, acompanhamos o

caso da usina de Fukushima, Japão.

Na década de 50 do século passado, o mundo co-

nheceu uma nova forma de fazer guerra - insana e devas-

tadora. Precisamente no ano de 1945 a humanidade teste-

munhou o limite das atrocidades advindas do mau uso do

conhecimento sobre a recém descoberta Física Nuclear. O

mundo estava em guerra, era a Segunda Guerra Mundial e,

os Estados Unidos da América se empenhavam em encer-

rar as batalhas que consumiam vidas e dinheiro. Como for-

ma de pressionar o governo japonês, os EUA lançaram

duas bombas atômicas sobre duas cidades japonesas -

Hiroshima e Nagasaki, conseguindo assim a rendição.

No ano de 1950, o futuro da energia nuclear parece

promissor com o lançamento do programa ÁTOMO PARA

A PAZ, que tinha sentido contrário ao programa de de-

senvolvimento da bomba atômica.

Desde então a Física Nuclear tem sido

largamente estudada para utilização pacífica e

em prol da humanidade.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS

MESTRADO PROFISSIONAL NO ENSINO DE FÍSICA

CÂMPUS DE ARAGUAÍNA

www.uft.edu.br/mnpef | [email protected]

Mestrando: Edgar Duarte da silva

[email protected]

Orientadora: Profª. Drª. Érica Cupertino Gomes

[email protected]

EDGAR DUARTE DA SILVA

http://www.uft.edu.br/ppgfisica

mailto:[email protected]



D esde a antiguidade, num

tempo dominado pelas questões filosóficas, a cons-

tituição da matéria já era ponto de indagação. De-

mócrito, filósofo grego que viveu no século V a.C.,

acreditava que a matéria era constituída de infinitos

entes minúsculos, incriáveis e indestrutíveis – os

átomos.

No final do século XVIII e início do século

XIX, foram descobertas duas quantidades funda-

mentais para os átomos – o peso atômico e o nú-

mero atômico, que estruturaram as bases da mo-

derna teoria atômica. John Dalton através de sua

teoria atômica (átomo esférico, maciço, indivisível e

indestrutível), conseguiu unificar as leis das

combinações químicas. No início do século XIX ele

propôs o conceito de peso atômico.

Com o advento da física atômica, tornou-se

necessário ir mais além, e certamente a física que

A HISTÓRIA DA FÍSICA NUCLEAR.

estuda o núcleo do átomo - A Física Nuclear, teve início

com os experimentos de Rutherford em 1911. Confirma-

dos em 1913 por Geiger e Marsden, a partir do espalha-

mento coulombiano de partículas α sobre finas folhas de

ouro. Foi Rutherford quem propôs a existência de um

núcleo maciço para o átomo e uma grande região vazia,

a eletrosfera – nasce aí o modelo do átomo nuclear.

A Física Nuclear é a parte da Física que estuda os

fenômenos relacionados com os núcleos atômicos.

Como parte da Física contemporânea, ela abrange

um grande campo de aplicações para a Física Quân-

tica (tenta explicar aquilo que a Física Clássica -

Newtoniana, não explica).

O aperfeiçoamento de Rutherford para o modelo

atômico veio dar uma nova visão no entendimento sobre

o átomo e sua estrutura. Naquele período ainda domina-

va o modelo do átomo de J. J. Thomson, segundo o qual

os prótons e nêutrons, misturados, ocupariam um único

volume com as dimensões do próprio átomo. Esse mo-

delo ficou conhecido como pudim de ameixas.

Em 1896 Antoine Henri Bequerel, começou a

estudar as emissões espontâneas do sal de Urânio. Em

1897, Marie Curie iniciou os estudos sobre as emissões

de Bequerel a partir do Urânio e do Tório e, em 1898 ela

passou a estudar um minério conhecido como pechblen-

da, do qual isolou o elemento Rádio.

Rutherford percebeu que a radiação emanada

pelas substâncias radioativas era constituída por pelo

menos dois tipos de radiação: um deles com relati-

vo poder de penetração e outro facilmente absorvi-

do. Viu também que ambas as radiações eram des-

viadas por campos magnéticos.

Na mesma época de Rutherford, Paul Vil-

lard descobre um terceiro tipo de radiação, com

poder de penetração bem superior às duas anterio-

res e que não era influenciada por campo magnéti-

co.

As radiações de Rutherford são hoje co-

nhecidas como: radiação alfa (α) e radiação beta

(β), e, a de Paul Villard: radiação gama (γ).

Acreditava-se também que o núcleo do

átomo era formado por um único tipo de partícula –

o próton, descoberto por Rutherford em 1919..

Foi em 1932 que essa ideia foi mudada, quando J.

Chadwick descobriu que no núcleo do átomo

existia outra partícula – o nêutron.

Sabemos hoje que o núcleo atômico é

constituído por prótons (com carga positiva) e nêu-

trons (que não possui carga) e que, há uma ten-

dência no núcleo atômico de que os prótons sofram

grande força de repulsão entre si – força coulom-

biana, devido à sua carga positiva. Dessa for-

ma, para que as partículas permaneçam juntas no

núcleo é necessária a existência de uma força de

intensidade extremamente elevada para contraba-

lançar a força de repulsão eletrostática, essa força

foi chamada de força nuclear forte ou força forte.

PARTENON

PIXABAY.COM

EVOLUÇÃO DOS

MODELOS ATÔMICOS.

Foi no ano de 1911, que Rutherford propôs

uma nova teoria para o espalhamento de partículas

α pela matéria, supondo que a carga positiva não

estaria distribuída uniformemente em toda regi-

ão do átomo, e sim em um pequeno ponto de seu

cento – no núcleo do átomo, estando a carga

negativa distribuída numa esfera de raio compa-

rável à do raio atômico.

A teoria nuclear do espalhamento de

partículas α de Rutherford foi testada

ponto a ponto em 1913 por Geiger e

Marsden.

A dependência do espalhamento:

Com o ângulo de espalhamento;

Com a espessura do material;

Com a energia ou velocidade das partículas;

Com a carga nuclear.

Franco e desinibidos, pisando calos

sem ver a quem, Ernest Rutherford irrompeu

no cenário da física na virada do século XX e

se manteve no centro do palco por 30 anos.

Seu trabalho marca o início da era da Física

Nuclear (BRENNAN, 2003).

Em 1913, Neils Bohr propôs melhorias

para o modelo atômico de Rutherford, na tentativa

de explicar a misteriosa anomalia dos elétrons. Su-

gerindo os elétrons estão distribuídos em níveis de

energia e que, quando o elétron se move de um

nível de energia para outro, eles desprendem ou

absorvem energia na forma de pacotes de radia-

ção – os fótons.

Atualmente o modelo atômico de Rutherford

-Bohr é utilizado na escola primária e secundária.

MNPEF / UFT



ν

Bibliografia.

BEN-DOV, Y. – Convite à Física. Tradução; Ma-

ria Luiza X. de A. Borges; revisão técnica, Henrique Lins de

Barros. Rio de Janeiro: Jorge Zahar. Ed., 1996.

BRENNAN, R. – Gigantes da Física: uma história

da física moderna através de oito biografias. Tradução;

Maria Luiza X. de A. Borges; revisão técnica, Hélio da Mot-

ta Filho e Henrique Lins de Barros. – Ed. Rev. – Rio de Ja-

neiro: Jorge Zahar. Ed., 2003.







[email protected]


[email protected]





constituição da matéria é um dos

grandes mistérios do universo, e foram os gre-

gos os que primeiro se preocuparam com isso. A

primeira menção que temos vem de Demócrito, filó-

sofo que viveu cinco séculos antes de Cristo. Ele

acreditava que o universo era constituído de um va-

zio no qual pequenas entidades minúsculas, indivi-

síveis e indestrutíveis se moviam incessante-

mente.

Acreditava ainda que esses entes, eram do-

tados de e forma geométrica diferentes.

Segundo o significado da palavra, átomo

quer dizer “ser indivisível” (a = não e tomos =

parte, ou seja não se pode partir).

Para Parmênedes, o mundo que ora en-

xergamos e conhecemos não é o mundo real.

Não conseguimos ver o mundo como ele é, em sua

constituição, em sua essência, o que percebemos é

um mundo de corpos capazes de sofrer mudança,

sujeitos a serem criados e destruídos.

Só existem átomos eternos. A mudan-

ça não reside nem neles mesmos, nem em

suas propriedades, nem em seu número, mas

unicamente em seus movimentos e em suas

uniões, isto é, nas relações que eles mantêm

entre si e com o espaço (Ben-Dov, 1996).

EVOLUÇÃO DOS MODELOS ATÔMICOS.

A existência de forma geométrica para os áto-

mos, foi defendida por . Já Aristóteles acreditava no

contínuum material que preenchia todo o vazio do es-

paço e, negava a existência dos átomos, assim como Des-

cartes negava a existência do átomo e do vazio.

Epicuro de Samos, afirmava no século IV a. C.

que a alma humana, como todos os demais objetos,

é formada de átomos que acabam por se separar

(Ben – Dov, 1996).

Em 1803, propôs a teoria da associa-

ção dos elementos químicos, segundo múltiplos inteiros de

seus pesos elementares. Ele acreditava nos átomos como

esferas maciças, indivisíveis e indestrutíveis. Estando em

suas diferentes combinações a diversidade das substân-

cias químicas.

Para Dalton a matéria era descontínua, havendo espaços

vazios entre os átomos que a constituía.

Fundamentos da teoria atômica de Dalton.

Para um mesmo elemento, todos os átomos são idênti-

cos entre si;

Para elementos diferentes, os átomos tem massas

diferentes;

A combinação específica de átomos de elementos dife-

rentes formam um composto químico;

Os átomos não podem ser destruídos nem criados du-

rante uma reação química, apenas sofrem rearranjos

que originam novos compostos e substâncias.

Apesar da simplicidade de suas hipóteses, as

aplicações no campo da química, que crescia

assustadoramente, começam a ficar comprometidas

devido às novas descobertas que não podiam ser

explicadas por suas teorias.

Em 1897, Thomson defende a ideia de que

os raios catódicos constituem–se de partículas car-

regadas negativamente – os elétrons. Em suas

experiências ele demonstrou que esses raios se mo-

viam com velocidades da ordem de 0,1 vez a veloci-

dade da luz.

A razão energia/massa para essas partículas

que constituíam os raios catódicos era cerca

de 1800 vezes maior que a do íon H+. Confir-

mando assim que a massa do elétron é cerca

de 1800 vezes menor que a massa do próton

H +.

A partir de então o elétron passa a ser consi-

derado uma partícula fundamental que constitui o

átomo.

O modelo atômico de Thomson, consistia de

um átomo formado de uma massa positivas com

cargas negativas espalhadas em si, conhecido

como pudim de passas ou pudim de ameixas.

Logo veio o conceito do átomo nuclear, em

particular pela falha do modelo de Thomson em ex-

plicar o espalhamento de partículas alfa – α, sujeitas

a força eletrostática atrativas e repulsivas.

AS PARTÍCULAS

NUCLEARES.

MNPEF / UFT



ν UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS





[email protected]


[email protected]


Considerando que o núcleo composto por

núcleons e o raio nuclear em fermi, temos que a den-

sidade média do átomo é de:

ρ ≈ 0,153 núcleons/fm3

Um fermi ou fentômetro equivale a:

1.10-15

metros

1 fm = 0,000 000 000 000 001 m

Cada espécie química é caracterizada pelo

número de nêutrons (N) e de prótons (P) contidos no

seu núcleo, o que constitui a conhecida massa atômi-

ca (A).

A = P + N

Vejamos os exemplos a seguir.

Elemento Símbolo P N A = P + N

Hidrogênio H 1 0 1

Carbono C 6 6 12

Ferro Fe 26 30 56

Iodo I 53 74 127

Urânio U 92 146 238

Bibliografia.

CANTO, E. L. – Química na abordagem do cotidiano.

Vol 2. 2 ed. São Paulo. Editora Saraiva, 2016.





O núcleo atômico é constituído por

duas partículas fundamentais, o próton – de carga

elétrica positiva e, o nêutron – eletricamente neutro.

PROTONS (+1) NÊUTRONS (0)

Pela presença dessas partículas no núcleo,

confirma-se a existência da energia de ligação dos

núcleos. Os prótons e os nêutrons são chama-

dos de bárions e se interagem através da força nu-

clear forte, também conhecida como foça bariô-

nica.

As massas do próton e do nêutron são

aproximadamente iguais, contado com uma diferen-

ça de apenas 1,2933 MeV, ou seja, 0,1% de massa

a favor do nêutron.

Além da carga elétrica do próton e nêutron,

podemos diferenciá-los também pela projeção de

seu isoispin. Esse número quântico (valor utilizado

para caracterizá-lo), no caso dos núcleons, é defini-

do como sendo I = ½, possuindo as seguintes

projeções:

Próton I = +½ Nêutron I = -½

Nucleons – termo genérico utilizado para designar

prótons e nêutrons.

A forma utilizada para se estudar a estrutura

do núcleo depende da faixa de energia utilizada

em sua interação com outras partículas de mesma

dimensão ou menores.

I) Para estudos com energia na or-

dem de elétron-volts descrevemos o núcleo ba-

seado em prótons e nêutrons.

II) Para estudos com energia na or-

AS PARTÍCULAS NUCLEARES.

dem de 100 vezes maior, recorremos aos mésons.

III) Para estudos com energia na ordem 1000

ou mais vezes, recorremos a uma estrutura mais fun-

damental como a dos quarks.

A maneira de se estudar a estrutura do núcleo é

através do experimento de espalhamento, como utilizado

por Rutherford, no qual um feixe de partículas com energia

conhecida incide sobre um alvo conhecido, daí é só medir

a razão entre o número de partículas espalhadas por uni-

dade de tempo em uma dada direção e o fluxo de partícu-

las incidentes, o que é chamado de secção de choque.

A densidade de um objeto pode ser dada

pela razão entre a sua massa e o seu volume.

A densidade média do planeta Terra, por

exemplo, é de apenas 5 g/cm3.

A densidade do núcleo atômico é da ordem

de 1014

g/cm3.

1.1014

g/cm3 = 100.000.000.000.000 g/cm

3

Can

to, 2

016

De acordo com a figura, podemos perceber que fora utilizada um emissor de partículas alfas, fa-

zendo-as passar por uma abertura que direcionava o feixe rumo a uma fina folha de ouro. Ao chocar-se

com a folha de ouro, as partículas alfas seguiam trajetórias diversas e atingiam uma tela fluorescente,

deixando assim o registro do desvio das partículas. Considerando que parte das partículas sofriam desvi-

os e parte passavam em linha reta, Rutherford propôs a existência de um núcleo denso para o átomo e

uma grande região vazia a qual é conhecida como eletrosfera.

NOTAÇÃO E

TERMINOLOGIA

Os elementos estão localizados na tabela

periódica em ordem crescente de número atômi-

co. Ela possui 18 famílias (verticais) nas quais os

elementos se agrupam pela semelhança nas pro-

priedades e, 7 períodos (horizontais) que corres-

pondem às camadas eletrônicas que o átomo

possui.

Podemos observar os novos elementos

incorporados à tabela, completando assim os

elementos do sétimo período e, chegando ao

total de 118 elementos conhecidos e cataloga-

dos.

Vejamos os seis últimos elementos.

113 - Nh - nihônio

114 - Fl - fleróvio

115 - Mc - moscóvio

116 - Lv - livermório

117 - Ts - tenessino

118 - Og - oganessônio

MNPEF / UFT



ν UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS





[email protected]


[email protected]






O número de prótons (P) é uma das prin-

cipais características nucleares, pois por ele diferen-

ciamos um átomo do outro.

Definindo o número de prótons (P) como o

número atômico (Z), temos que P = Z.

Assim:

Hidrogênio - possui 1 próton, logo Z = 1.

Ouro - possui 79 prótons, logo Z = 79.

Se por algum motivo o número de prótons

do núcleo atômico for alterado, teremos então um

novo elemento químico.

A massa do próton e do nêutron são bem

próximas e da ordem de 10 - 24

g, o que também

pode ser representado em equivalente de energia

de repouso ( E ).

P —> E = 939,566 MeV.

N —> E = 938,272 MeV.

As massa dos prótons e nêutrons, podem

ser representada também em unidade de massa

atômica – u.m.a ou u.

1 u = 931,494 MeV.

1 MeV = 109 eV = 1.000.000.000 eV

O raio nuclear hoje é uma grandeza bem

conhecida, com valores que variam de 2x10 - 13

cm e 6x10 - 13

cm.

1x10 - 13

cm = 1 (fm) fermi

O raio nuclear pode ser expresso em fun-

ção do número de partículas que o constitui e do

NOTAÇÃO E TERMINOLOGIA.

raio médio ocupado por cada núcleon (r0).

R = r0 x A1/3

R = raio nuclear

A = número de massa

r0 = raio médio do volume esférico ocupado por

cada nucleon dentro do núcleo - r0 = (1,28 ± 0,05) x 10-13.

Os átomos de uma espécie química são caracte-

rizados pelo seu número atômico, ainda que não pos-

suam a mesma massa atômica. Nessas condições

eles são chamados de isótopos.

Isótopo – provém do grego, com significado de

ocupar o mesmo lugar na Tabela Periódica dos

Elementos Químicos.

São classificados em radioisótopos e isótopos

estáveis, dependendo de sua atividade radioativa.

O deutério é conhecido como hidrogênio pesado.

O trítio é um radioisótopo de hidrogênio que emi-

te partícula beta e possui meia-vida física de 12,26

anos.

“Meia-vida, é o período necessário para que a

atividade radioativa de uma amostra se reduza á meta.”

Até o final do século XVIII, apenas 33 elementos

químicos tinham sido descobertos. Em função do cres-

cente número de elementos descobertos no século XIX

cresce também a necessidade de se agrupá-los segun-

do suas propriedades.

Em 1817, o alemão Johann Wolfgang Dӧbereiner,

tentou estabelecer uma correlação entre a massa e as

propriedades de alguns elementos, colocando-os em or-

dem crescente de massa atômica. Ao conjunto formado

por três elementos com propriedades semelhan-

tes ele chamou de tríade.

Li - Na - K Cl - Br - I

Em 1862, o geólogo e mineralogista fran-

cês Alexandre de Chancourtois, organizou os ele-

mentos em ordem crescente de massa atômica

em um espiral. Esse modelo de organização

ficou conhecido como parafuso telúrico, onde cada

volta difere em 16 unidades.

Em 1863, o químico inglês John Alexander

Reina Newlands reuniu 56 elementos em 11

grupos. Ele notou propriedades similares em

pares de elementos que diferiam em oito unidade.

Suas ideias não foram bem aceitas devido ao

grande número de exceções à regra e por estar

baseada com intervalos de escala musical.

Em 1869, o químico russo Dmitri Mendeleiev

começou a buscar um padrão de propriedades para

agrupar os elementos químicos. Ele percebeu que

tomando como padrão o peso atômico, as proprie-

dade se repetiam em intervalos periódicos.

Mendeleiev conseguiu classificar os 63

elementos conhecidos e previu a existência de

elementos ainda não identificados, deixando seus

lugares em sua tabela. Tais elementos já tinham

suas propriedades previstas.

Em 1913, o cientista britânico Henry Mose-

ley, concluiu que o número de prótons no nú-

cleo do átomo (Z) era sempre um critério para

organização dos elementos.

A tabela periódica dos elementos químicos

que temos hoje, nada mais é do que a tabela de

Mendeleiev aperfeiçoada por Moseley.

O ÁTOMO E A

ENERGIA NUCLEAR.

de absorver os nêutrons. O Boro, na forma de áci-

do bórico ou de metal e o Cádmio, em barras

metálicas, são exemplos de elementos com tal

propriedade. Ao absorverem nêutrons resultantes

da reação de fissão, há a formação de isótopos

desses elementos.

“Num laboratório em Chicago, Es-

tados Unidos, o físico italiano Enrico Fer-

mi descobriu como liberar a energia ar-

mazenada nos núcleos dos átomos, atra-

vés da reação de fissão nuclear em ca-

deia, bombardeando, com nêutrons velo-

zes, uma amostra contendo urânio-235

(HELENE, 1996).”

“O reator era abastecido com urânio

natural embebido em blocos de grafite, ten-

do a fissão ocorrido no isótopo do urânio-

235. A partir daí, viabilizou-se a construção

das letais bombas atômicas, lançadas contra

Hiroshima e Nagasaki, em agosto de 1945,

com as terríveis consequências que temos

pleno conhecimento (JUNIOR, 2009).”

Fusão nuclear é a reação de união entre

dois núcleos atômicos, na qual podemos verifi-

car que o núcleo formando (mf) terá uma massa

inferior à massa da soma dos núcleos originais

(mi). Δm = Σm i – m f

Como proposto por Einstein, podemos en-

tão calcular a energia de ligação do núcleo.

ΔE = Δm.c 2

Para a fusão de núcleos, a energia libe-

rada corresponde à energia de ligação.

Para que ocorra a reação de fusão, são

necessárias pressões elevadas e temperatura por

volta de 20 milhões de Kelvins. Isso torna, por

enquanto, inviável a construção de usinas de fusão

MNPEF / UFT



ν

nuclear. O custo se torna maior que o benefício. Em contra-

partida temos menores problemas com o produtos da fusão

nuclear do que os da fissão nuclear, o que motiva o

grande empenho de cientistas e governos na busca de so-

luções que possibilitem a utilização dessa tecnologia em

reatores para geração de energia elétrica.

“A primeira bomba de hidrogênio, chama-

da “Mike”, foi detonada no oceano Pacífico em

1952. Estima-se que uma bomba de hidrogênio

tenha poder de destruição 700 vezes maior que a

bomba detonada em Hiroshima (LISBOA, 2010).”

Bibliografia.

CARDOSO, E. de M. - A energia nuclear. 3. ed. - Rio de

Janeiro: CNEN, 2012.

HELENE, M. E. M. – A radioatividade e o lixo nuclear.

São Paulo: Scipione, 1996.

JUNIOR, R. J. – Os fundamentos da física – Francisco

Ramalho Junior, Nicolau Gilberto Ferraro, Paulo Antônio de Toledo

Soares. – 10. Ed. – São Paulo: Moderna, 2009.

LISBOA, J. C. F. (organizador) – Química 2º ano – Cole-

ção ser protagonista. 1ª edição – editora SM, São Paulo, 2010.

OKUNO, E. – Radiações: efeitos, riscos e benefícios.

São Paulo: HARBRA, 2007.






[email protected]


[email protected]






Urânio– 238 —> Tório-234 —> Protractínio-234 —> Urânio-234 —> Tório-230 —> Rádio-226 —> Radônio-222 —> [...] —> Polônio-210 —> Chumbo-206.

E stamos constantemente submetidos a

exposição externa, da qual a metade se deve à radi-

ação cósmica e a outra metade, a radionuclídeos

naturais.

Os núcleos atômicos instáveis (isótopos

que emitem radiação espontânea) sofrem um pro-

cesso de perda de energia que os leva à estabilida-

de. Esse processo é conhecido como transmutação,

desintegração ou decaimento radioativo.

A cada decaimento, seja uma emissão alfa,

emissão beta ou emissão gama, o núcleo atômico

que se origina é mais estável que o anterior. A essa

sequência de núcleos denominamos série radioati-

va.

Existem três séries radioativas naturais. A

do Urânio, a do Actínio e a do Tório.

Veja a série do Urânio-238 no rodapé da página.

A cada emissão de radiação, o número de

prótons no núcleo atômico é alterado, pois o ele-

mento se transforma em outro de comportamento

diferente.

A taxa de transformações é denominada

atividade da amostra.

A atividade de uma amostra radioativa é

o número de desintegrações nucleares de seus

átomos, na unidade de tempo. A unidade de ati-

vidade no SI é o Becquerel - Bq. O Bq foi intro-

duzido em substituição à unidade anterior, o Cu-

rie, - Ci, que foi definido como sendo a atividade

de 1 g de rádio: 1 Ci = 3,7.1010

desintegrações

por segundo (OKUNO, 2007).

O ÁTOMO E A ENERGIA NUCLEAR.

Uma das formas de estabilização de um núcleo

instável, é a emissão de uma partícula alfa.

Partícula alfa – constituída de um núcleo com dois

prótons e dois nêutrons e de sua energia associada.

Uma partícula alfa equivale a um núcleo do ele-

mento hélio (Z = 2 e A = 4).

As partículas alfa tem um pequeno poder de pene-

tração, sendo barradas por uma simples folha de papel,

podendo apenas atingir a pele humana. Entre as radiações

ionizantes é a que tem maior massa e possui carga +2.

Outra forma de estabilização do núcleo atômico

instável, é através da emissão de uma partícula beta nega-

tiva ou, apenas beta. Consiste em um elétron de carga -1,

originado da conversão de um nêutron em um próton.

Pode também ocorrer a emissão de uma partícula

beta positiva ou, apenas pósitron. Esta partícula é idên-

tica ao elétron, salvo o sinal da carga elétrica que no

caso é positivo.

O pósitron é resultado da conversão de um próton em

nêutron.

Mesmo com poder de penetração maior que as

radiações alfa e beta, a radiação gama tem baixo poder de

ionização.

Um núcleo instável logo após a emissão de radia-

ção alfa (α) ou beta (β), continua com excesso de energia,

emitindo-o na forma de radiação de natureza eletro-

magnética, como a luz, sem carga elétrica, mas com ener-

gia muito maior - radiação gama.

As ondas eletromagnéticas são constituídas de

campos elétricos e magnéticos perpendiculares entre

si, que se propagam no vácuo com velocidade igual à

da luz – 300.000 km/s. Diferindo entre si pela sua

frequencia (f) e pelo seu comprimento de onda (λ).

A energia de uma onda eletromag-

nética é quantizada, isto é, ela só pode as-

sumir valores discretos. Na interação da

radiação eletromagnética com a matéria, a

absorção e a emissão de energia só ocor-

rem em quantidades discretas de energia

denominadas quanta ou fótons. A energia E

de um fóton é dada por: E = hf, onde h é

uma constante universal chamada constan-

te de Planck e vale 4,14.10-15

eV.s e f é a

frequência da onda eletromagnética

(OKUNO, 2007).

Podemos entender como fissão nuclear o

processo de divisão de um núcleo pesado em

dois ou mais núcleos menores. Essa divisão

ocorre quando o núcleo pai é atingido por um nêu-

tron.

Na reação de fissão nuclear, temos como

resultado: núcleos menores e dois ou três nêutrons.

Caso os nêutrons liberados atinjam outros núcleos, a

reação tem sequência até que não haja mais núcleo

para ser quebrado. A essas reações sucessivas, dá-

se o nome de reação em cadeia.

“A forma de controlar a reação em

cadeia consiste na eliminação do agente

causador da fissão: o nêutron. Não haven-

do nêutron não há reação de fissão em ca-

deia (CARDOSO, 2012).”

O controle de nêutrons pode ser feito utili-

zando-se elementos químicos que tem a propriedade

α β β α α α α α

4,5 bilhões de anos 24,6 dias 1,4 minutos 270.000 anos 83.000 anos 1.600 anos 3,8 dias 140 dias

ERROS E ACIDENTES

NO USO

DA FÍSICA NUCLEAR.

Windscale.

F oi em 1957, ao se tomar a medida dos

níveis de radiação, que foram detectadas anormali-

dades no reator militar nº 1 de Windscale. A con-

centração de radionuclídeos estava 10 vezes maior

que o normal. Houve a liberação para atmosfera de

cerca de 32.000 Ci de atividades. Os radionuclí-

deos liberados: Iodo ( I - 131) e Telúrio (Te -

131).

Three Miles Island.

E m 1979, o núcleo do reator número 2

da Central Nuclear de Three Mile Island derreteu

após o vazamento de água e vapor do circuito pri-

mário. A água e o vapor ficaram retidos no vaso de

contenção. Apesar do alarme, pouca radiação foi

liberada para a atmosfera, cerca de 120 Ci.

Chernobyl.

N o ano de 1986, o reator nuclear a bai-

xa potência da usina de Chernobyl entrou em co-

lapso logo após um superaquecimento. Testes

eram realizados sem que o sistema de segurança

estivesse funcionando, o sistema de refrigeração

não foi suficiente para manter a refrigeração dos

elementos combustíveis.

A água do sistema de refrigeração, na for-

ma de vapor vazou para o núcleo do reator, entran-

do em contato com o combustível superaquecido.

Houve a decomposição das moléculas de água

liberando hidrogênio. Devido a interação do hidro-

gênio em alta temperatura com o gás oxigênio, se-

guiu-se uma grande explosão liberando imensa

quantidade de poeira radioativa para a atmosfera.

Como se não bastasse, um grande incêndio se ini-

ciou devido ao grafite superaquecido que entra em

MNPEF / UFT



ν

combustão espontânea, contribuindo para emissão de ma-

terial radioativo para a atmosfera.

“No acidente do reator número 4 da cen-

tral nuclear de Chernobyl foram liberados na

atmosfera radionuclídeos com mais de 43 mi-

lhões de curies de atividade, contaminando qua-

se toda a Europa. (OKUNO, 2007).”

Fukushima.

N o ano de 2011, a costa japonesa foi atingi-

da por uma sequência de ondas de grande proporção -

tsunami, que foram formadas por causa de um abalo

sísmico ocorrido a cerca de 30 Km abaixo da calha oceâni-

ca. A região na qual está localizada a usina de Fukushima

foi a que sofreu maior impacto devido aos estragos causa-

dos em suas instalações, tanto pelo terremoto quanto pe-

las ondas.

Os danos causados pelos tsunami, acarretaram

falha no sistema de refrigeração dos reatores, o que cau-

sou fusão parcial dos núcleos. Grande quantidade de mate-

rial radioativo foi exposto ao ambiente.

Bibliografia.

NAKAGAWA, C. I. - Hiroshima: a catástrofe atômica e suas

testemunhas. 2014. Dissertação (mestrado). Mestrado em Psicologia

do Desenvolvimento Humano, Universidade de São Paulo.

OKUNO, E. – Radiações: efeitos, riscos e benefícios. São

Paulo: HARBRA, 2007.







[email protected]


[email protected]





Hiroshima e Nagasaki.

“A bomba de Urânio-235 recebeu o nome

de “Little Boy” (pequeno garoto) e a bomba de

Plutônio-239, recebeu o nome de “Fat

Man” (homem gordo).”

No dia 5 de agosto de 1945, a Little Boy em-

barcou no avião B - 29 batizado de Enola Gay, que

decolou da base de Tinan.

“O esquadrão que voaria para Hiroshi-

ma, arriscando suas vidas em nome dos Esta-

dos Unidos, de Deus e da Paz, compartilha-

vam a mesma crença dos japoneses que mor-

reram e mataram durante a mesma guerra em

nome de seu imperador, personificação de

seu deus e de seu país. [...] O autoritarismo

imposto àqueles que cumpriam ordens com

excelência se dava por meio da ideologia de

que lutavam por algo divino contra o mal e a

favor da paz (NAKAGAWA, 2014).”

No dia 6 de agosto de 1945, às 8:15 h, o Eno-

la Gay deixa cair sobre a cidade de Hiroshima a

bomba de Urânio-235, com cerca de 15 kilotons.

Ela caiu por cerca de 43 segundos e explodiu nos

ares a cerca de 600 metros de altura do solo, potenci-

alizando sua força destrutiva.

A explosão gerou uma grande bola de fogo,

um mini sol, emitindo uma luz intensa, muito calor

(cerca de 3.500°C no epicentro) e uma forte onda de

choque. O rastro de destruição se alastra por qui-

lômetros, sendo destruição e incineração total num

raio de 2 km do epicentro da explosão, vitimando

cerca de 80.000 mil vidas.

Em 9 de agosto de 1945, a bomba de plutônio

ALGUNS ERROS E ACIDENTES NO USO DA ENERGIA NUCLEAR.

-239 com cerca de 20 kilotons, é lançada sobre a cidade de

Nagasaki, escolhida pelas condições climáticas favorá-

veis. Semelhantemente à bomba de Urânio-235, foram viti-

madas cerca de 70.000 vidas.

1 kiloton = 1.000 toneladas de dinamite.

Milhares de pessoas morreram instantaneamente,

outros milhares nas primeiras horas e ainda milhares no

tempo futuro, vítimas dos efeitos da radiação sobre o

organismo.

A vitória americana e a rendição japonesa marca-

ram um nova era para a humanidade em termos de paz e

guerra.

México - Cobalto-60.

Em 1983 uma fonte contendo 6.010 micrométricas

pastilha de cobalto-60 proveniente de um aparelho de

radioterapia, foi levada para um ferro-velho onde foi des-

montado e separadas as suas partes. As sucatas foram

levadas para duas fundições no México e um nos EUA,

para serem transformadas em barras de aço. O material

produzido e comercializado foi rastreado e recolhido. A ati-

vidade dessa fonte era de 450 Ci.

Goiânia - Césio - 137.

No dia 1º de outubro de 1987, os brasilei-

ros tomaram conhecimento de um acidente radi-

oativo ocorrido na cidade de Goiânia, Estado de

Goiás, através dos jornais. Um aparelho de radi-

oterapia em desuso tinha sido levado no dia 13

de setembro por dois catadores de papel de um

prédio abandonado e, 6 dias depois, vendido a

um ferro-velho. O acidente não teria sido tão trá-

gico se a fonte de Césio - 137, um cilindro

metálico de 3,6 cm de diâmetro por 3,0 cm

de altura, contida no aparelho, não tivesse

sido violada. No interior do cilindro havia

pó de cloreto de césio empastilhado junta-

mente com um aglutinante e a atividade da

fonte, na época da violação, era de 1.375

curies.

[...] Uma luz azulada, proveniente do

misterioso pó contido na fonte, encantou as

pessoas que a violaram. O dono do ferro-

velho distribuiu um pouco desse pó que

parecia purpurina a parentes e amigos, dan-

do início à contaminação pelo césio–137 de

aproximadamente 250 pessoas e uma deze-

na de localidades. [...]

No dia 29 de setembro, às 15 horas,

a Comissão Nacional de Energia Nuclear

(CNEN) foi avisada do acidente, logo após

a confirmação da suspeita. O diretor do

Departamento de Instalações Nucleares da

CNEN chegou à Goiânia na madrugada do

dia 30, juntamente com mais dois técnicos

da CNEN, acionando, a partir de então, um

plano de emergência. No dia 1º de outu-

bro, seis pacientes foram enviados ao

Hospital Naval Marcílio Dias no Rio e Ja-

neiro, e no dia 3, mais quatro.

A primeira vítima, Maria Gabriela

Ferreira, com 37 anos de idade, [...]. No

mesmo dia, horas mais tarde, foi a vez de

sua sobrinha, Leide das Neves Ferreira,

uma menina e apenas 6 anos, [...] (OKUNO,

2007).”

clear que funcionou satisfatoriamente em

2 de dezembro de 1942, e, em apenas cin-

quenta anos, esse conhecimento em nível

laboratorial transformou-se nos grandes

avanços tecnológicos dos nossos dias

(HELENE, 1996).”

O radioisótopo utilizado em uma usina ter-

monuclear é o urânio-235, enriquecido em 4%. Os

isótopos do urânio encontrados na natureza são:

U - 235 e U - 238

Um dos grandes problemas da utilização

da energia nuclear, são os resíduos produzidos no

processo de fissão nuclear. Ainda que muitos de-

fendam a dificuldade de se armazenar e descartar

o “lixo nuclear”, podemos dizer que se torna neces-

sário desenvolvimento de novas tecnologias para o

reaproveitamento desse “resíduo nuclear”.

No Brasil, o sistema de termonuclear é for-

mado pelo complexo de usinas de Angra. Sendo

que as usinas de Angra I e Angra II, já instaladas e

em funcionamento e, Angra III em processo de ins-

talação eletromecânica. O complexo de Angra é

administrado pelo grupo Furnas – Eletrobrás.

“A primeira usina, Angra I, tem ca-

pacidade de geração de 627 megawatts (1

megawatt = 1 milhão de watts), o suficien-

te para iluminar a cidade do Rio de janei-

ro. O reator de Angra I abriga material ra-

dioativo com atividade de cerca de 1 bi-

lhão de curies (HELENE, 1996).”

“No Brasil, o espaço da energia

nuclear encontra-se na pesquisa científi-

ca, nas aplicações biomédicas, industri-

ais e agrícolas – e na propulsão naval.

Além disso, em 1997 o Brasil aderiu ao

tratado de Não Proliferação de Armas Nu-

cleares, renunciando a qualquer tipo de

MNPEF / UFT



ν

atividade relacionada à produção e emprego da

energia nuclear para fins bélicos

(CARVALHO,2012).”

Bibliografia.

CANTO, E. L. – Química na abordagem do cotidiano. Vol 2. 2

ed. São Paulo. Editora Saraiva, 2016.

CARDOSO, E. de M. – A Energia Nuclear. 3. Ed. – Rio de

Janeiro: CNEN, 2012. (Apstila educativa) 52 p.

CARVALHO, J. F. – O espaço da energia nuclear no Brasil.

Revista: Estudos Avançados. 26; 2012.

HELENE, M. E. M. – A radioatividade e o lixo nuclear. São

Paulo: Scipione, 1996.







[email protected]


[email protected]

Can

to, 2

01

6

Usina Nuclear Angra I, em Angra dos Reis (RJ), 2009

ALGUMAS APLICAÇÕES

DA FÍSICA NUCLEAR.





Medicina.

O s avanços na área da medicina nucle-

ar têm sido significativos, em especial na área de

diagnósticos e terapias com radioisótopos. Ao

serem administrados aos pacientes, os radioisótopos

se depositam em tecidos específicos que são mape-

ados a partir das radiações emitidas.

Após a administração é utilizado um de-

tector para observar se o radioisótopo foi pouco

ou muito absorvido, comparando-se com o pa-

drão normal.

A radioterapia utiliza a radiação no tratamen-

to de tumores, baseando-se na destruição do tumor

pela absorção da energia da radiação. Esse método

tem dado a muitos pacientes melhor qualidade de

vida e até mesmo a cura de tumores malignos.

“A radioterapia teve origem na apli-

cação do elemento rádio pelo casal Curie,

para destruir células cancerosas, e foi inici-

almente conhecida como

“Curieterapia” (CARDOSO, 2012).”

Quando um corpo é irradiado ele não se

torna uma fonte radioativa.

Nota mental: não podemos criar um incrí-

vel Hulk que emana radiação gama...

Ciência.

D atação por Carbono – 14.

“O C–14 resulta da absorção contí-

nua dos Nêutrons dos raios cósmicos pe-

los átomos de nitrogênio nas altas cama-

ALGUMAS APLICAÇÕES DA FÍSICA NUCLEAR.

los átomos de nitrogênio nas altas camadas da

atmosfera. Esse isótopo radioativo do carbono

se combina com o oxigênio, formando o CO2, que

é absorvido pelas plantas (CARDOSO, 2012).”

A técnica de datação por carbono-14 (C-14) é utili-

zada para estimar a idade de fósseis orgânicos.

Meia vida do C - 14 é de 5.600 anos.

Indústria.

P ara a indústria a gamagrafia é um processo de

grande importância pois, consiste na impressão de radia-

ção gama sobre peças metálicas no intuito de detectar fa-

lhas ou fadigas nos lugares de maior esforço e nas soldas.

Na aviação, os pontos mais importantes são

asas e turbinas.

A utilização de radioisótopos pela indústria farma-

cêutica deu origem à produção dos radiofármacos, utiliza-

dos na medicina.

A radiação gama pode também ser utilizada no

processo de esterilização industrial de produtos como: lu-

vas descartáveis, gaze, material cirúrgico e de consumo

em hospitais.

A preservação de alimentos por ionização pelo uso

de radiação, pode evitar a deterioração precoce eliminando

fungos, bactérias e outros microrganismos.

Agricultura.

O metabolismo das plantas pode ser estudado

com a utilização de traçadores radioativos, que podem ser

absorvidos palas raízes e pelas folhas.

O local onde o elemento fica retido pode ser obtido

através de uma “radiografia da planta”.

A análise de comportamento, metabolismo e

hábito alimentar de um inseto pode ser determinado

com o uso de marcadores, que podem ser ingeridos

por eles através da alimentação. Os radioisótopos

ingeridos emitem radiação detectável, permitindo

assim o estudo de interesse. Na eliminação de pra-

gas nas lavouras o uso de traçadores pode revelar o

seu predador natural, permitindo assim um controle

natural e ecologicamente viável.

No caso de formigas, cupins e outros, os tra-

çadores podem revelar o local do ninho.

Energia.

U ma importante aplicação da energia

dos núcleos atômicos é a conversão em energia

elétrica, obtida a partir de nas usinas termonucle-

ares.

“Fermi projetou o primeiro reator nu-

CA

RD

OSO

, 20

12

Qual a força responsável

pela coesão nuclear?

01

a) força magnética.

b) força gravitacional.

c) força forte.

Qual o significado da pala-

vra átomo?

02

a) divisível em partes.

b) indivisível.

c) indestrutível.

A menor porção da maté-

ria pode ser definida co-

mo?

03

a) átomo.

b) moléculas.

c) substâncias.

Quais as partes de um

átomo?

04

a) núcleo e eletrosfera.

b) prótons, nêutrons e elé-

trons.

c) núcleo e elétrons.

As partículas que com-

põem o núcleo atômico

são?

05

a) prótons e nêutrons. b) prótons e elétrons.

c) nêutrons e elétrons.

.

A eletrosfera é a região

do átomo onde orbitam

os:

06

a) prótons.

b) nêutrons.

c) elétrons.

A região onde fica con-

centrada a massa do áto-

mo é o(a):

07

a) núcleo.

b) eletrosfera.

c) próton.

Qual o sinal da carga elé-

trica do elétron?

08

a) negativa.

b) positiva.

c) neutra.


trica do próton?

09

a) positiva.

b) negativa.

c) neutra.


trica dos nêutrons?

10

a) positiva.

b) negativa.

c) neutra.

A distribuição dos elétrons ao

redor do núcleo atômico é

melhor definida pelo modelo

atômico:

11

a) Dalton.

b) Thomson.

c) Rutherford-bohr.

Comparando a massa do

próton com a massa do

elétron, ela é?

12

a) igual.

b) cerca de 1840 vezes maior.

c) cerca de 1840 vezes menor.

Quem primeiro pensou na

existência do átomo?

13

a) Dalton e Thomson.

b) Rutherford e Bohr.

c) os gregos.

Dá-se o nome de (...) a qual-

quer configuração nuclear,

mesmo que transitória.

14

a) núcleo.

b) nuclídeo.

c) nucléolo.

Para um átomo eletricamente

neutro o número de prótons é

(...) ao de elétrons.

15

a) igual.

b) maior.

c) menor.

Os elementos químicos são

identificadas pelo número de

prótons que há em seu nú-

cleo. Assim chamado de:

16

a) número de massa.

b) número atômico.

c) carga nuclear.

Quais os três isótopos do

átomo de Hidrogênio?

17

a) ítrio – prótio – deutério.

b) hélio – ítrio – hidrogênio. .

c) prótio - deutério - trítio.

A divisão de um núcleo de

átomo pesado em dois nú-

cleos menores, é denomina-

da:

18

a) fusão.

b) fissão.

c) reação em cadeia.

O modelo proposto por

Dalton foi:

19

a) planetário.

b) do pudim de passas.

c) da esfera indivisível .

O modelo atômico conhe-

cido como modelo plane-

tário, foi proposto por:

20

a) J. J. Thomson.

b) John Dalton.

c) Ernest Rutherford.

A radiação emitida na for-

ma de matéria pode ser:

21

a) alfa e gama.

b) beta e gama.

c) alfa e beta.

Um átomo pode emitir

radiação na forma de:

22

a) apenas matéria.

b) matéria e ondas eletromag-

néticas.

c) apenas ondas eletromagné-

ticas.

Radioatividade é o nome

dado à capacidade de cer-

tos núcleos de:

23

a) liberar radiação.

b) absorver radiação.

c) conter radiação.

Quando um núcleo atômico é que-

brado, além dos núcleos menores,

ele libera nêutrons que por sua vez

atingem outros núcleos atômicos

dando sequência à reação. Essa rea-

ção é denominada:

24

a) reação em cadeia.

b) captura de nêutrons.

c) reação simultânea.

A energia liberada por um nú-

cleo atômico na forma de on-

da eletromagnética é?

25

a) alfa.

b) beta.

c) gama.

Uma partícula alfa 4α2,

pode ser chamada de nú-

cleo de:

26

a) hélio.

b) deutério.

c) hidrogênio.

Uma partícula beta é emi-

tida quando um nêutron é

convertido em:

27

a) elétron.

b) próton.

c) pósitron.

Um pósitron é emitido

quando um próton é con-

vertido em:

28

a) elétron.

b) nêutron.

c) pósitron.

Quando uma partícula ou radia-

ção eletromagnética interage

com a matéria e arranca elétrons

dos átomos ou de moléculas, as

denominamos:

29

a) radiação ionizante.

b) radiação cósmica.

c) radiação de fase.

Um núcleo com excesso

de energia tende a estabi-

lizar-se emitindo partícu-

las.

30

a) Alfa e gama

b) beta e gama.

c) alfa e beta.

Quando um elemento se

transforma (se transmuta) em

outro, de comportamento quí-

mico diferente, dizemos hou-

ve necessariamente a variação

no número de:

31

a) nêutrons.

b) prótons.

c) elétrons.

Os núcleos instáveis de

uma mesma espécie quí-

mica e de massas diferen-

tes, são chamados de:

32

a) isótopo,

b) radioisótopo.

c) nuclídeos.

A atividade de uma amostra

com átomos radioativos ou

fontes radioativa, pode ser

medida em Bequerel (Bq), o

que corresponde a:

33

a) 3,7 .1010 desintegrações/segundo.

b) 1 curie.

c) uma desintegração/segundo.

A atividade de uma amostra

com átomos radioativos ou

fontes radioativa, pode ser

medida em Curie (Ci), o que

corresponde a:

34

a) 1 curie.

b) uma desintegração/segundo.

c) 3,7 .1010 desintegrações/segundo.

O tempo necessário para a ativi-

dade de um elemento radioativo

ser reduzida à metade da ativida-

de inicial é chamada de:

35

a) meia-vida radioativa.

b) radioemissões.

c) atividade da amostra.

Quando os elementos radioa-

tivos realizam transmutações

sucessivas até que o núcleo

atinja uma configuração está-

vel, chamamos de:

36

a) séries de decaimento.

b) séries radioativas.


É uma série radioativa na-

tural.

37

a) série do Urânio.

b) série do Polônio.

c) série do Hidrogênio.

É uma série radioativa na-

tural.

38

a) série do Polônio.

b) série do Tório.

c) série do Rádio.

As séries naturais termi-

nam em isótopos estáveis

do elemento.

39

a) actínio.

b) chumbo.

c) do próprio elemento.

A meia vida do Urânio–

235 é de:

40

a) 713 milhões de anos.

b) 4,5 bilhões de anos.

c) 5.600 anos.

.

As massas dos prótons e

nêutrons são praticamen-

te iguais!

41

a) verdadeira.

b) falsa.

As partículas beta, que

são elétrons de origem

nuclear, tem um poder

ionizante maior do que as

partículas alfa.

42

a) verdadeira.

b) falsa.

Embora a radiação gama e os

raios X sejam as radiações

mais penetrantes, seu poder

de ionização é baixo em rela-

ção às partículas alfa e beta.

43

a) verdadeira.

b) falsa.

O lixo nuclear, proveniente do

processo de fissão nuclear pode

ser chamado de __________ de-

pendendo apenas de tecnologia

para o seu reaproveitamento.

44

a) resíduo nuclear.

b) lixo nuclear.

c) resto nuclear.

.

Em 1987 ocorreu um aci-

dente radioativo em Goiâ-

nia. O radioisótopo em

questão foi:

45

a) Urânio - 235.

b) Iodo - 131.

c) Césio - 137.

O Urânio-235 é chamado

de combustível nuclear,

porque pode substituir o

óleo ou o carvão, para ge-

rar calor.

46

a) verdadeira.

b) falsa.

Um acidente é considerado

nuclear, quando envolve uma

reação nuclear ou equipamen-

to onde se processe uma rea-

ção nuclear.

47

a) verdadeira.

b) falsa.

O acidente nuclear de Three

Miles Island (TMI), nos Esta-

dos Unidos, foi considerado

grave mesmo sem consequên-

cias para os trabalhadores e o

meio ambiente.

48

a) verdadeira.

b) falsa.

A irradiação é a exposição

de um objeto ou de um

corpo à radiação, sem que

haja contato direto com a

fonte de radiação.

49

a) verdadeira.

b) falsa.

O reator nuclear é um

equipamento onde se

processa uma reação de

fissão.

50

a) verdadeira.

b) falsa.

Em um reator nuclear o ele-

mento boro pode ser utilizado

para capturar nêutrons e con-

trolar a velocidade da reação

em cadeia.

51

a) verdadeira.

b) falsa.

As reações nucleares que

ocorrem no sol, são rea-

ções de fusão nuclear.

52

a) verdadeira.

b) falsa.

A principal aplicação da

energia nuclear é a con-

versão para energia tér-

mica/mecânica/elétrica, o

que se obtém nas centrais

termonucleares.

53

a) verdadeira.

b) falsa.

A emergia das radiações

não são aplicáveis à agri-

cultura e indústria.

54

a) verdadeira.

b) falsa.

A aplicação da energia nuclear

na medicina, pode ser chama-

da de Medicina Nuclear.

55

a) verdadeira.

b) falsa.

O tratamento com fontes

de radiação é chamado de

radioterapia.

56

a) verdadeira.

b) falsa.

Na agricultura os radioisó-

topos podem ser utiliza-

dos para marcação de in-

setos e para o controle de

pragas.

57

a) verdadeira.

b) falsa.

O acidente nuclear ocorri-

do em 1986 com a explo-

são do reator nuclear, foi

na cidade de:

58

a) Fukushima.

b) Nagasaki.

c) Chernobyl.

O acidente nuclear de Fu-

kushima foi causado por:

59

a) Terremoto e furacão.

b) Furacão e tsuname.

c) Terremoto e tsuname..

O próton e o nêutron

tem massa aproximada de

1840 vezes a massa do

elétron.

60

a) verdadeira.

b) falsa.

O número de prótons no

núcleo é exatamente o

número:

61

a) de massa.

b) atômico.

b) de nêutrons.

O núcleo atômico foi des-

coberto em 1911 em um

experimento conduzido

por:

62

a) Dalton.

b) Thomson.

c) Rutherford.

O modelo atômico no qual as

cargas elétricas negativas es-

tão incrustadas em uma esfe-

ra de carga positiva é chama-

do de:

63

a) pudim de passas.

b) modelo planetário.

c) esfera indivisível.

Segundo Rutherford o di-

âmetro do núcleo atômi-

co é cerca de 10.000 ve-

zes menor que o diâmetro

do átomo.

64

a) verdadeiro.

b) falso.

Segundo Bohr, o elétron

pode emitir um quantum

de luz (fóton) ao saltar pa-

ra um nível mais baixo de

energia.

65

a) verdadeira.

b) falsa.

Ao saltar para um nível de

energia mais alto, o elé-

tron libera um quantum

(fóton) de luz.

66

a) verdadeira.

b) falsa.

O próton foi descoberto

por Rutherford em:

67

a) 1911.

b) 1913.

c) 1919.

Pósitron é o nome da-

do ao:

68

a) antielétron.

b) elétron.

c) próton.

Qual o nome do cientista

que em 1932, descobriu o

nêutron?

69

a) Chadwick.

b) Paul Villard.

c) Ernest Rutherford.

Enrico Fermi foi um dos

maiores físicos dos últi-

mos tempos. Qual sua na-

cionalidade?

70

a) norte-americano.

b) italiano.

c) brasileiro.

Em 16 de julho de 1945, sob a

liderança teórica de Fermi, os

Estados Unidos lançaram a

primeira bomba atômica em:

71

a) Hiroshima.

b) Nagasaki.

c) Fukushima

A transmutação de nú-

cleos menores para nú-

cleos maiores é chamado

de:

72

a) fissão.

b) fusão.


A transmutação de nú-

cleos maiores para nú-

cleos menores é chamada

de:

73

a) fissão.

b) fusão.


O físico Cesar Lattes era:

74

a) canadense.

b) norte americano

c) brasileiro.

Foi um dos fundadores do

Centro Brasileiro de Pes-

quisas Físicas – CBPF.

75

a) Cesar Lattes.

b) Dante Alighieri.

c) Gleb Wataghim.

Quem foi o primeiro filó-

sofo a acreditar nos áto-

mos?

76

a) Sócrates.

b) Demócrito.

c) Parmênedes.

Como eram os átomos de

Demócrito?

77

a) incriáveis e indestrutíveis.

b) continuum material.

c) com subníveis de energia.

Quais as duas quantida-

des fundamentais para os

átomos, descobertas no

final do século XVIII e iní-

cio do século XIX?

78

a) número atômico e massa atômica.

b) peso atômico e massa atômica.

a) peso atômico e número atômico.

Como eram os átomos de

Dalton?

79

a) indivisíveis e indestrutiveis.

b) incriáveis e indestrutíveis.

c) com subníveis de energia.

O que marcou o início da

Física Nuclear?

80

a) os experimentos de Rutherford.

b) os trabalhos de Dalton.

c) os postulados de Borh.

Em que ano Ernest Ru-

therford propôs o modelo

do átomo nuclear?

81

a) 1911.

b) 1913.

c) 1932.


que estudou as emissões

espontâneas do sal de

Urânio?

82

a) Paul Villard.

b) Antoine Bequerel.

c) Marie Curie.

Quais elementos foram

utilizados por Marie Cu-

rie, em 1897 para estudar

as emissões de Bequerel?

83

a) Urânio e Tório.

b) Urânio e Rádio.

c) Tório e Rádio.

Qual o nome do elemen-

to isolado por Marie Cu-

rie, em 1898, a partir do

minério pechblenda?

84

a) Rádio.

b) Tório.

c) Urânio.

.

Em 1903 os cientistas que fo-

ram agraciados com o prêmio

Nobel de Física juntamente

com Bequerel foram:

85

a) Pierre Curie e Marie Curie.

b) Geiger e Marsden.

c) Dalton e Thonsom.

Quais as radiações pro-

postas por Rutherford?

86

a) alfa e gama.

b) gama e raios X.

c) alfa e beta.

Quem descobriu o pró-

ton?

87

a) John Thomson.

b) Ernest Rutherford.

c) Paul Villard.

Quem propôs a descober-

ta da radiação gama?

88

a) Paul Villard.

b) Ernest Rutherford.

c) John Thomson.


que controlou a reação

em cadeia pela 1ª vez?

89

a) Enrico Fermi.

b) Neils Borh.

c) Paul Villard.

O brasileiro Cesar Lattes

teve participação direta

na criação do:

90

a) CBPF.

b) IEA

c) CNEN.

Em que ano foi criado o

Centro Brasileiro de Pes-

quisas Físicas – CBPF?

91

a) 1935.

b) 1949.

c) 1950.

Quando se deu o inicio

das pesquisas na área da

Física Nuclear no Brasil?

92

a) 1930.

b) 1935.

c) 1949.

Em que ano foi criado o

IEA?

93

a) 1930.

b) 1935.

c) 1949.

Cite duas áreas de aplica-

ção da Física Nuclear.

94

Agricultura – Ciência

Medicina – Indústria

Energia

Qual o nome das usinas

termonucleares que estão

em funcionamento no

Brasil?

95

a) Windscale e TMI.

b) Windscael e Angra I.

c) Angra I e Angra II.

Qual o isótopo relaciona-

do ao acidente radioativo

do México em 1983?

96

a) Cobalto—60.

b) Urânio—235.

c) Césio—137.

Em que ano ocorreu o aci-

dente com o Cobalto – 60,

no México?

97

a) 1957.

b) 1983.

c) 1987.

Qual o isótopo relaciona-

do ao acidente radioativo

de Goiânia?

98

a) Polônio—239.

b) Cobalto—60..

c) Césio—137.


dente com Césio-137?

99

a) 1986.

b) 1987.

c) 2011.

Qual o equipamento en-

volvido nos acidentes ra-

dioativos do México e de

Goiânia?

100

a) um equipamento hospitalar.

b) uma bomba nuclear.

c) uma usina termonuclear.


dente nuclear na usina de

Windscale?

101

a) 1957.

b) 1979.

c) 1983.



Three Mile Island?

102

a) 1945.

b) 1957.

c) 1979.



Chernobyl?

103

a) 1979.

b) 1986.

c) 2011.



Fukushima?

104

a) 2011.

b) 1986.

c) 1979.

Qual o nome da bomba

nuclear lançada em Hiros-

hima?

105

a) Little Boy.

b) Fat Man.

c) Mike.


nuclear lançada em Na-

gasaki?

106

a) Mike.

b) Little Boy.

c) Fat Man.


de hidrogênio lançada no

oceano pacífico em 1952?

107

a) Little Boy.

b) Mike.

c) Fat Man.

À taxa de transformações

sofridas por núcleos instá-

veis é denominada:

108

a) atividade de amostra.

b) atividade de meia-vida.

c) período de decaimento.

São resultados da fissão

do Urânio-235?

109

a) Bário e Bromo.

b) Bário e Boro.

c) Bromo e Boro.

A energia liberada na fu-

são de núcleos é denomi-

nada de:

110

a) energia nuclear.

b) energia atômica.

c) energia de ligação.

Na fusão dos átomos de

hidrogênio, formando

átomos de hélio, é libera-

da a energia de:

111

a) 1 MeV.

b) 26 MeV.

c) 100 MeV.

Para que ocorra a fusão

nuclear é necessário uma

temperatura de cerca de:

112

a) 20 milhões de Kelvin.

b) 100 mil Kelvin.

c) 500 mil Kelvin.

A bomba de Hidrogênio

Mike, tinha poder destru-

tivo maior que a bomba

de Urânio-235, cerca de:

113

a) 700 vezes.

b) 100 vezes.

c) 20 vezes.

A potência da bomba

Little Boy era de:

114

a) 50 kilotons.

b) 20 kilotons.

c) 15 kilotons.

A potência da bomba Fat

Man era de:

115

a) 15 kilotons.

b) 20 kilotons.

c) 50 kilotons.

“...foram liberados na atmosfera

radionuclídeos com mais de 43

milhões de curies de atividade,

contaminando quase toda Euro-

pa.”

Estamos falando de:

116

a) Chernobyl.

b) Windscale.

c) Fukushima.

A técnica de gamagrafia é

aplicada na:

117

a) aviação.

b) ciência.

c) medicina.

A aplicação de radioisóto-

pos na indústria farma-

cêutica é denominada de:

118

a) radioisótopos.

b) radioterápicos.

c) radiofármacos.

O raio do núcleo atômico

é dado em função de:

119

a) seu número atômico.

b) sua massa atômica.

c) seu número de nêutrons.

A tabela periódica atual

foi organizada em ordem

crescente de:

120

a) número atômico.

b) eletronegatividade.

c) número de massa.

AVANÇAR

UMA CASA

AVANÇAR

UMA CASA

AVANÇAR

UMA CASA

AVANÇAR

UMA CASA

AJUDA EU

RESPONDO

EU

RESPONDO

EU

RESPONDO

AJUDA AJUDA AJUDA AJUDA

CARTA

BOMBA

CARTA

BOMBA

CARTA

BOMBA AJUDA

BLOQUEAR

CARTA

BOMBA

CARTA

BOMBA

CARTA

BOMBA

CARTA

BOMBA

BLOQUEAR

CARTA

BOMBA

BLOQUEAR

CARTA

BOMBA

BLOQUEAR

CARTA

BOMBA

BLOQUEAR

CARTA

BOMBA

NEUTRALIZAR NEUTRALIZAR NEUTRALIZAR

BLOQUEAR

CARTA

BOMBA

PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ

VOLTE 1 CASA VOLTE 1 CASA PASSOU A VEZ PASSOU A VEZ

CARTAS

APRISIONADAS

CARTAS

APRISIONADAS

CARTAS

APRISIONADAS VOLTE 1 CASA

Bônus Bombas OGIVAS

1

1 1

2

4 5 7 8

10 11

12 13

14

15 16

17

18 19

Mestre nuclear

2 3

4

5

6 7

9

8

10

11 1

2 13

14

15

16

17

18

19

2

0

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11 12

13

14

15

16

17

18

19

20

20

MESTRE NUCLEAR - fisica.org.br · ... JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR) Mestrado...

Documents

Transcript of MESTRE NUCLEAR - fisica.org.br · ... JOGO DE TABULEIRO SOBRE FÍSICA NUCLEAR) Mestrado...