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QUÍMICA
Prof ª. Giselle Blois
Transformações Químicas e Energia
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos - Parte 4
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Cinética da Radioatividade
Quando um átomo emite radiação (energia) ele sofre
transformação em um outro (decaimento radioativo).
* Vale lembrar que para que um átomo seja emissor de
radiação, seu núcleo deve ser obrigatoriamente instável para
que a emissão radioativa possa dar a ele estabilidade.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Porém, essas transformações de um átomo em outro,
devido as emissões radioativas, podem acontecer em
tempos ou velocidades diferentes.
A Cinética Radioativa estuda, por meio de diferentes
critérios, a velocidade de um decaimento radioativo.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Velocidade de uma desintegração ou atividade:
É uma grandeza que calcula a velocidade em que uma
desintegração acontece. Ela especifica a variação da
quantidade de átomos radioativos que ocorreu em uma
determinada faixa de tempo.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Para calcular a velocidade de desintegração, podemos
utilizar a fórmula a seguir:
V = - Δn /Δt
V = velocidade de desintegração;
Δn = variação do número de átomos, antes e depois da
desintegração;
Δt = variação do tempo em que ocorreu a desintegração.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Observação: o sinal de menos na frente da fórmula é para que
a velocidade tenha um sinal positivo, uma vez que:
Δn = n – no
no = número inicial de átomos radioativos;
n = número de átomos radioativos inalterados, ou seja, que
ainda não emitiram nenhuma radiação após o intervalo de
tempo Δt.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Δn = |nf – no|
Δn = 4.1020 – 6.1021
Δn = 54.1020 átomos
Δt = tf – to
Δt = 10 – 8
Δt = 2 minutos
Exemplo: Determine a velocidade de desintegração radioativa
de uma amostra que, no tempo de 8 minutos, apresentou
6.1021 átomos e, em 10 minutos, apresentou 4.1020 átomos.
V = Δn / Δt
V = 54.1020 / 2
V = 27.1020 átomos por minuto
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Observação: a unidade de velocidade de desintegração ou
atividade pelo Sistema Internacional (SI) é o becquerel.
* Becquerel (Bq): é a atividade de um material radioativo
no qual se produz uma desintegração nuclear por segundo.
É expresso por s-1.
Uma unidade mais antiga é a Curie (Ci):
1 Ci = 3,7 . 1010 Bq
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Constante radioativa ou constante de desintegração (k ou C):
A constante radioativa avalia o número de átomos em relação a
uma determinada faixa de tempo. Nessa relação, temos que
quanto maior for a quantidade de átomos na amostra
radioativa, maior será a velocidade em que ocorrerá a
desintegração (emissão de radiação).
Observação: Cada elemento ou material radioativo apresenta
uma constante radioativa.
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Verifica-se experimentalmente que a velocidade de
desintegração é proporcional ao número de átomos
radioativos presentes:
V = Cn
* A constante de desintegração apresenta um valor fixo para
cada isótopo radioativo.
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C = - Δn / ( n . Δt)
Δn: a variação da quantidade de átomos;
n: o número final de átomos da amostra;
t: tempo de desintegração.
Ou seja, a constante radioativa indica a fração de átomos
que se desintegra na unidade de tempo.
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Exemplos de constantes radioativas de alguns elementos:
— Radônio-220: C = 1 / 79 s–1
A cada 79 átomos de radônio, apenas um se desintegra a cada segundo.
— Tório-234: C = 1 / 35 dia–1
A cada 35 átomos de tório, apenas um se desintegra a cada dia.
— Rádio-226: C = 1 / 2300 ano–1
A cada 2300 átomos de rádio, apenas um se desintegra a cada ano.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Intensidade radioativa (i):
É uma grandeza que indica a quantidade de átomos que
sofreu desintegração em uma faixa de tempo específica.
Ela depende da quantidade de radiações alfa e beta que foi
emitida pelo material.
i = C.n
CUIDADO: n = é a constante de Avogadro (6,02.1023)
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Vida média:
Durante o estudo dos materiais radioativos, os cientistas
descobriram que não é possível determinar o momento em
que um grupo de átomos sofrerá desintegração, ou seja,
eles podem desintegrar-se a qualquer momento. Isso ocorre
por dois fatores: sua instabilidade e os átomos da amostra
são iguais.
Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos
Vida-média de um isótopo radioativo é a média aritmética
dos tempos de vida de todos os átomos do isótopo, este é
um valor estatístico.
A fórmula que descreva a vida média é:
Vm = 1
C
* A vida média é inversamente proporcional à constante
radioativa.