Radioatividade - Leis e Aplicações

Área 2 - Química
Ensino Médio - 2º Ano
LEIS DA RADIOATIVIDADE

Radioatividade – Raios-X
• Wilhelm Roentgen - descoberta dos raios-X em 5/11/1895
 II Revolução Científica.
• Raios-X - raios eletricamente neutros e invisíveis que atravessam
papel, madeira e finas lâminas de metal.
QUÍMICA - 2º Ano
Leis da Radioatividade
Imagem:
Wilhelm
Röntgen
/
United
States
Public
Domain.
Um forte feixe de elétrons (A) sai do catodo e
se choca contra o anodo produzindo um
feixe de raios X (B).
Imagem:
SEE-PE,
Redesenhado
a
partir
de
ilustração
de
Autor
Desconhecido.

Espectro eletromagnético
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem: Original Horst Frank, with some modifications by Jailbird. Tradución da versión
de Alebergen / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Radioatividade – emissões espontâneas
• Henri Becquerel (1896) - Estudo da luminescência
 Descoberta de emissões espontâneas diferentes dos
raios-X;
 Violação da conservação da energia.
Fluorescência Fosforescência
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Nigpich2A
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported.
Imagem:
Naklig
at
el.wikipedia

Natureza da radioatividade
• Marie Curie (em 16/12/1897) - uso do termo
radioatividade (Nobel de Física)
 Descoberta do polônio e do rádio (Nobel de
Química)
• Diferença entre a radioatividade e os raios-X:
– raios-x são produzidos quando uma substância (gás) é
bombardeada;
– a radioatividade ocorre espontaneamente.
QUÍMICA - 2º Ano

Histórico
Pierre e Marie Curie
Henri
Becquerel
Wilhelm
Röntgen
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Nobel
foundation
/
Public
Domain
Imagem:
Vitold
Muratov
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported.
Imagem: Paul Nadar /
United States Public
Domain

Explicação da radioatividade
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
"E=MC²
"
de
David
Bodanis,
Ed.
Berkley
Trade;
1ª
Ed.
(9
de
Outubro
de
2001).

Radioatividade
• Radioatividade  Está voltada para os
fenômenos relacionados ao núcleo atômico;
• Reação nuclear  Processo no qual o núcleo de
um átomo sofre alguma alteração;
• Nuclídeo  Nome dado a um núcleo
caracterizado por um número atômico (Z) e um
número de massa (A)  ZXA;
• Radionuclídeo ou radioisótopo  Nuclídeo
emissor de radiação.
QUÍMICA - 2º Ano

Partículas subatômicas
Subpartícula Carga Massa Símbolo
Próton +1 1 1p1
Nêutron 0 1 0n1
Elétron -1 0 -1e0
QUÍMICA - 2º Ano

Símbolos utilizados
Partícula Símbolo
Alfa 24 ou 2He4
Beta -10
Gama 00
Neutrino 00
Pósitron 1e0
QUÍMICA - 2º Ano

Radiações α,  e 
Emissão Símbolo Penetração Ionização Desvio
Alfa 24 Baixa Alta Pequeno
Beta -10 Alta Média Grande
Gama 00 Altíssima Baixa Não desvia
QUÍMICA - 2º Ano

Emissões radioativas
• Emissão α:
• Emissão :

 0
0
4
2
4
2 

 
 X
X A
Z
A
Z

 0
0
1
0
1 

 
 W
W A
Z
A
Z
QUÍMICA - 2º Ano

Emissões radioativas
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem: SEE-PE, Redesenhado a partir de ilustração de Autor Desconhecido.

Poder dep
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Alpha
particles
are
stopped
by
a
sheet
of
paper
whilst
beta
particles
halt
to
an
aluminium
plate.
Gamma
radiation
is
dampened
when
it
penetrates
matter.
Gamma
rays
can
be
stopped
from
4
meters
of
lead
/
Publi
c
Domain.
As partículas Alpha são paradas por uma folha de papel,
enquanto as partículas Beta só são paradas por uma placa
de alumínio. Já as partículas de radiação Gama penetram
a matéria, sendo paradas completamente por uma parede
de chumbo de 4 metros de espessura.

Redemption Song – Bob Marley
Emancipate yourselves from mental
slavery
None but ourselves can free our minds
Have no fear for atomic energy,
'Cause none of them can stop the time
How long shall they kill our prophets,
While we stand aside and look
Some say it's just a part of it
We've got to fulfill de book.
Liberte-se da escravidão mental
Ninguém além de você pode libertar sua mente
Não tenha medo da energia atômica,
Porque eles não podem parar o tempo
Por quanto tempo vão matar nossos profetas?
Enquanto nós permaneceremos de lado
olhando
Alguns dizem que é apenas uma parte disto
Nós temos que cumprir inteiramente o Livro
QUÍMICA - 2º Ano

E o tempo parou...
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Aude
/
GNU
Free
Documentation
License
Imagem:
Fg2
/
Public
Domain

Para Hiroshima!
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Autor
Desconhecido
/
National
Archives
and
Records
Administration,
College
Park
/
Public
Domain
Imagem: Autor desconhecido, 6 August 1945 / Public Domain

Aplicações
militares
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Enola
Gay
Tail
Gunner
S/Sgt.
George
R.
(Bob)
Caron
/
National
Archives
and
Records
Administration
/
Public
Domain

Bomba em Hiroshima
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
United
States
Department
of
Energy
/
Public
Domain.
Réplica da bomba “Little Boy” lançada em Hiroshima, Japão,
em agosto de 1945.

Reator nuclear
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
US
Department
of
Energy
/
Public
Domain.
"Dr. Norman Hilberry (esquerda) e Dr. Leo Szilard, em frente ao
laboratório onde foi construído o primeiro reator nuclear durante a
2ª Guerra Mundial. Ambos trabalharam com o Dr. Enrico Fermi
para conseguir a primeira reação de energia nuclear auto-
sustentável, realizada em 02 de Dezembro de 1942 na
Universidade de Chicago.
Imagem:
Princeton
Plasma
Physics
Laboratory
/
Creative
Commons
Attribution
3.0
Unported.
Vista externa do reator NSTX.

Fissão nuclear
QUÍMICA - 2º Ano
1. Um átomo de urânio-235 absorve um
nêutron, ocorrendo a fissão em dois novos
átomos (fragmentos da fissão), soltando
três novos neutrons e energia de ligação;
2. Um desses nêutrons é absorvido por um
átomo de urânio-238 e continua a reação.
Outro nêutron é perdido, não colidindo com
nada, continuando também a reação.
Enquanto isso, o terceiro nêutron colide
com um átomo de urânio-235, o qual, com
a fissão, libera dois nêutrons e
determinada energia de ligação;
3. Ambos os nêutrons colidem com átomos
de urânio-235; cada fissão libera entre dois
e três neutrons; e assim por diante.
Imagem:
Fastfission
/
Public
Domain

Bomba Atômica
QUÍMICA - 2º Ano

Poeira das
estrelas
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem: Central region of the Lagoon Nebula (also known as M8 and NGC
6523) - an H II region in the Sagittarius constellation / Southern African Large
Telescope (SALT) / Public Domain

Fusão nuclear –
nascimento e
destruição
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
I,
Panoptik
/
GNU
Free
Documentation
License
Três fases da reação de fusão
nuclear:
1 - O deutério e o trítio são
acelerados até uma velocidade
que permita o início da reação;
2 - É criado um núcleo instável
de He-5;
3 - Ocorre a ejeção de
um nêutron e a expulsão de um
núcleo de He-4.

Bomba de
hidrogênio
QUÍMICA - 2º Ano
Essa arma nuclear
americana foi testada
por Ivy Mike em 31 de
outubro de 1952 no Atol
Enewetak (Pacífico).
Foi o primeiro teste de
arma termonuclear
(bomba de hidrogênio.).
Imagem:
US
Atomic
Energy
Commission
/
Public
Domain.

Acidentes nucleares...
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
United
States
Department
of
Energy
/
Public
Domain.
Imagem:
Ben
Fairless
/
Creative
Commons
-
Atribuição
2.0
Genérica.
28/Março/1979: Three-Mile Island - EUA 26/Abril/1986: Chernobyl – Ucrânia

Consequências...
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Onuka,
Masami
(尾糠政美)
/
Domínio
Público.
Vítima da bomba
atômica de Hiroshima.

Perigo radioativo
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem: TimVickers / Public Domain.

Brasil na era nuclear
• Angra-I e II no Rio de Janeiro; e
• Reservas de urânio no Brasil.
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Sturm
/
Creative
Commons
Attribution
3.0
Unported.
Imagem:
André
Koehne
/
GNU
Free
Documentation
License

Aplicações da radioatividade
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Rama
/
CeCILL
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
2.0
France.
• Anúncio, de 1933, da linha de cosméticos
Tho-Radia; e pó facial da mesma marca.
Imagem:
Linha
de
Cosméticos
contendo
Radio,
vendidos
na
primeira
parate
do
século
XX
/
Musée
Marie
Curie
/
GNU
Free
Documentation
License.

QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Myohan
at
en.wikipedia
/
Creative
Commons
Attribution
3.0
Unported.
Imagem:
Smoothape
/
Public
Domain
Imagem: The physics of decay and origin of carbon 14 for the
radiocarbon dating / Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported, 2.5 Generic, 2.0 Generic and 1.0 Generic.
Imagem:
Mummia
di
epoca
grecoroama,
proveniente
da
Tebe
/
Giovanni
Dall'Orto

QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Sanko
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported.
Tomografia PET.

Datação com C-14
QUÍMICA - 2º Ano
Imagem:
Hokanomono
/
Public
Domain.

Cinética das emissões radioativas
• Tempo de meia-vida (t1/2) ou período de
semi-desintegração (P)  Tempo necessário
para que metade da quantidade de um
radionuclídeo presente em uma amostra sofra
decaimento radiativo.
QUÍMICA - 2º Ano
(massa inicial)
mº mº/2 mº/4 mº/8
t 1/2 t 1/2 t 1/2
Imagem:
SEE-PE

Tabela de Imagens
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
2a SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
2b
Wilhelm Röntgen / United States Public
Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:First_
medical_X-
ray_by_Wilhelm_R%C3%B6ntgen_of_his_wife_
Anna_Bertha_Ludwig%27s_hand_-
_18951222.gif 03/02/2012
3
Original Horst Frank, with some modifications
by Jailbird. Tradución da versión de Alebergen /
Creative Commons.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commo
ns/thumb/8/8d/Espectro_eletromagnetico-
pt.svg/800px-Espectro_eletromagnetico-
pt.svg.pnghttp://upload.wikimedia.org/wikipedi
a/commons/thumb/8/8d/Espectro_eletromagn
etico-pt.svg/800px-Espectro_eletromagnetico-
pt.svg.png 06/02/2012
4a Nigpich2A / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HK_Di
sneyland_Park_Promenade_night_road_sign.JP
G 03/02/2012
4b Naklig at el.wikipedia
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oris_
meistertaucher_2.jpg 03/02/2012
6a Autor Desconhecido / Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pierre
_and_Marie_Curie.jpg 03/02/2012
6b
Imagem: Paul Nadar / United States Public
Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Portrai
t_of_Antoine-Henri_Becquerel.jpg 03/02/2012
6c Nobel foundation Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wilhel
mR%C3%B6ntgen.JPG 03/02/2012

Tabela de Imagens
Acesso
7
Imagem: "E=MC² " de David Bodanis, Ed. Berkley
Trade; 1ª Ed. (9 de Outubro de 2001).
http://www.amazon.com/mc2-Biography-
Worlds-Famous-Equation/dp/0425181642 03/02/2012
13 SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
14a SEE-PE Acervo SEE-PE 08/03/2012
14b
Alpha particles are stopped by a sheet of paper
whilst beta particles halt to an aluminium plate.
Gamma radiation is dampened when it
penetrates matter. Gamma rays can be stopped
from 4 meters of lead / Publi c Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alfa_be
ta_gamma_radiation.png
08/03/2012
16a Aude / GNU Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nagasa
ki_a-bomb_clock.jpg 03/02/2012
16b Fg2 / Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hiroshi
ma_Gembaku_Dome_1.jpg 03/02/2012
17a United States Public Domain
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hiroshima_Stre
et_Scene_with_injured_Civilians.jpg 01/02/2012
17b United States Public Domain
http://en.wikipedia.org/wiki/File:The_patient%2
7s_skin_is_burned_in_a_pattern_corresponding
_to_the_dark_portions_of_a_kimono_-_NARA_-
_519686.jpg 01/02/2012
18 United States Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atomic
_cloud_over_Hiroshima.jpg 01/02/2012
19
US government DOD and/or DOE photograph.
Public domain as work of U.S. federal
government.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Little_b
oy.jpg 03/02/2012

Tabela de Imagens
Acesso
20a US Department of Energy / Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Szilard_
and_Hilberry.jpg 03/02/2012
20b
Princeton Plasma Physics Laboratory / Creative
Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NSTX.jp
g 03/02/2012
21 Fastfission / Public Domain
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fission_chain_r
eaction.svg 06/02/2012
23
Central region of the Lagoon Nebula (also known
as M8 and NGC 6523) - an H II region in the
Sagittarius constellation / Southern African Large
Telescope (SALT) / Public Domain 08/03/2012
24 I, Panoptik / GNU Free Documentation License
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:D-
T_fusion.svg 06/02/2012
25 US Atomic Energy Commission / Public Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ivy_exp
losion.JPG 03/02/2012
26a
United States Department of Energy / Public
Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Three_
Mile_Island_(color)-2.jpg 01/02/2012
26b
Ben Fairless / Creative Commons - Atribuição 2.0
Genérica.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:The_dange
rous_view_-_Pripyat_-_Chernobyl.jpg 08/03/2012
27 Onuka, Masami (尾糠政美) / Domínio Público.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Victim_
of_Atomic_Bomb_002.jpg 06/02/2012

Acesso
28 TimVickers / Public Domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geiger
_counter_2.jpg 06/02/2012
29a Sturm / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Vista_
Angra.jpg 06/02/2012
29b
André Koehne / GNU Free Documentation
License
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:UranioBra
sil.gif 06/02/2012
30a
Linha de Cosméticos contendo Radio, vendidos
na primeira parate do século XX / Musée Marie
Curie / GNU Free Documentation License. 08/03/2012
30b Rama / CeCILL
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tho-
Radia-IMG_1228.JPG 06/02/2012
31a Myohan at en.wikipedia / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thyroi
d_scan.jpg 06/02/2012
31b Smoothape / Public Domain
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Axesse_Radiot
herapy.png 06/02/2012
31c, e
33
Reconstrução da múmia de Öetzi exposta no
Prehistory Museum of Quinson, Alpes-de-
Haute-Provence, França / fotografia
disponibilizada por 120 / Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Otzi-
Quinson.jpg 08/03/2012
32 Sanko / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PET_S
can_nasopharynx_carcinoma.jpg 06/02/2012
33 Hokanomono / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Radioc
arbon_dating_calibration.svg
08/03/2012
Tabela de Imagens

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