(Parte 1 de 2)

GUILHERME FELIPE BUSNARDO - 2921 LUCAS RAFAEL TEPASSÉ - 2921

Química

JARAGUÁ DO SUL – SC 2010

GUILHERME FELIPE BUSNARDO - 2921 LUCAS RAFAEL TEPASSÉ - 2921

Trabalho escolar apresentado ao curso Ensino Médio do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial – Unidade Jaraguá do Sul – como requisito parcial para aprovação da Disciplina Química.

Professor Teófilo Valdir Fertig

JARAGUÁ DO SUL – SC 2010

Figura 2-17
Figura 2-210
Figura 2-31
Figura 2-413

LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 2-5 .................................................................................................................. 14

1 INTRODUÇÃO4
2 RADIOATIVIDADE5
2.1 LEIS DA RADIOATIVIDADE5
2.1.1 Lei da Emissão de Partículas α (alfa) ou Lei de Soddy5
2.1.2 Lei de Emissão β (beta) ou Lei de Soddy, Fajans e Russel6
2.1.3 Lei de Emissão γ (gama)6
2.2 TRANSMUTAÇÃO, DESINTEGRAÇÃO OU DECAIMENTO7
2.2.1 Transmutação Natural7
2.2.2 Transmutação Artificial7
2.2.2.1 Acelerador de Partículas9
2.3 FENÔMENOS RADIOATIVOS10
2.3.1 Fissão Nuclear10
2.3.1.1 Fissão Induzida10
2.3.1.2 Fissão Natural1
2.3.2 Fusão Nuclear1
2.4 RADIAÇÕES - APLICATIVOS12
2.4.1 Aplicação na Medicina12
2.4.2 Aplicação na Indústria13
2.4.3 Energia Pacífica13
2.4.4 Aplicação na Ciência14
2.4.5 Energia para Guerra14
2.5 CURISODIADES NO USO DA RADIAÇÃO15
2.5.1 No Celular15
2.5.2 No Aparelho de Microondas15
3 CONCLUSÃO16

SUMÁRIO REFERÊNCIAS ................................................................................................ 17

1 INTRODUÇÃO

A radiação é algo bem comum no dia-a-dia do ser humano. Normalmente, quando se pensa em radiação, relaciona-se a palavra a algo perigoso e que envolve máquinas ou produtos e locais dos quais se devem ficar isolado. Porém, a luz, que é criada através de fusões nucleares no Sol, é um exemplo de energia gerada pela radiação, a que estamos expostos todos os dias e é inofensiva. É claro que existem as radiações que causam danos à saúde humana, como a nuclear.

As radiações também são de extrema importância na vida do ser humano. Elas podem estar participando tanto da energia de nossas casas, de nossos aparelhos eletrônicos portáteis, etc.

Nesse relatório, serão apresentadas diversas informações sobre as radiações (radioatividade), como as leis nas quais se encaixam as transmutações, fenômenos radioativos além da aplicabilidade da radiação e algumas curiosidades. Tudo isso, seguido de imagens e equações, para o auxílio à compreensão. E por fim, uma conclusão elaborada pelos alunos, sintetizando o que foi aprendido com este relatório.

2 RADIOATIVIDADE

2.1 LEIS DA RADIOATIVIDADE Na radioatividade encontram-se três leis, alfa, beta e gama, que seguem abaixo.

2.1.1 Lei da Emissão de Partículas α (alfa) ou Lei de Soddy

Nessa lei teremos a liberação de partículas α que são idênticas ao Hélio (He). Pois quando um átomo de um elemento radioativo emite uma partícula, denominada α, dará origem a um novo elemento que apresenta número de massa (A) com 4 unidades e o número atômico (Z) com 2 unidades a menos. Veja a equação a seguir:

92U238→ 90Th234 + 2He4
NucleotídeoNucleotídeo partícula
paifilho alfa

(nº atômico X massa atômica)

Nessa equação vê-se que o nucleotídeo pai (U), emitindo uma partícula alfa, forma o nucleotídeo filho (Th). Observa-se que cada lado da equação tem se 238 de massa atômica e 92 prótons. É uma das regras a serem observadas.

Obs: Essa foi a primeira radioatividade detectada por Becquerel foi resultado de um decaimento do isótopo.

2.1.2 Lei de Emissão β (beta) ou Lei de Soddy, Fajans e Russel

Raios beta são feitos de correntes de elétrons, geralmente de alta energia, chamadas partículas beta ou -1e0, seu poder de penetração é maior que o de uma emissão alfa (ver figura 2-1), mas, seu efeito ionizante é menor. Quando um átomo de um elemento radioativo emite uma partícula beta (β), ele se transforma em um novo elemento com o mesmo número de massa (A), mas com seu número atômico apresenta uma unidade a mais. Veja a equação a seguir:

90Th234→ 91Pa234 + -1e0 + 0ע0
NucleotídeoNucleotídeo Partícula antineutrino
paifilho Beta

(nº atômico X massa atômica)

Vê-se que o nucleotídeo pai (Th) tem a mesma massa atômica (elementos isóbaros) do nucleotídeo filho (Pa), mas diferente no número atômico onde o protactínio (Pa) tem um próton a mais, pois um nêutron evidentemente se converteu em um próton. Obtêm-se nessa reação uma subpartícula, antineutrino, que não tem número atômico nem massa atômica. Continua-se a observar a igualdade da massa atômica e do número atômico na equação.

2.1.3 Lei de Emissão γ (gama)

A radiação γ (gama) são ondas eletromagnéticas, logo sua emissão não altera o número atômico nem a massa atômica. Por isso esta emissão normalmente não é demonstrada nas equações nucleares. Essa emissão é muito comum, geralmente acompanha outras espécies de desintegrações e representa perda de energia quando o núcleo cai de um nível de energia mais alto para um mais baixo (existe um estado de energia quantizada no núcleo do átomo, da mesma forma como há para elétrons). São bem mais penetrantes que as partículas alfa (ver figura 2-1) podendo, atravessar 20cm de aço, mas seu poder ionizante é menor.

2.2 TRANSMUTAÇÃO, DESINTEGRAÇÃO OU DECAIMENTO 2.2.1 Transmutação Natural

A transmutação natural é o processo pelo qual núcleos instáveis se convertem em núcleos mais estáveis. A emissão natural de uma partícula alfa ou beta transforma um núcleo em um novo núcleo com o número de prótons diferente. Ou seja, representa a transmutação de um elemento em outro.

2.2.2 Transmutação Artificial

A transmutação artificial é o bombardeamento de núcleos estáveis com partículas α, prótons e nêutrons, etc. Feitos em aceleradores de partículas (ler título 2.2.2.1) Veja as equações a baixo:

Bombardeando nitrogênio 14 com partículas alfa obtido da desintegração radioativa do elemento rádio. Os nucleotídeos produzidos são de oxigênio 17 representado na equação.

7N14+ 2He4 → [9F18] → 8O17 + 1H1

(nº atômico X massa atômica)

O intermediário altamente instável, estado excitado de flúor 18, é algumas vezes chamado de núcleo composto. Sua meia-vida é menos que 10-12 segundos e sua desintegração por emissão de próton dá origem ao oxigênio 17 estável.

Obs: Essa equação foi a primeira transmutação artificial de sucesso feita por Rutherford, em 1919. Na maioria das vezes o resultado de uma reação de bombardeio nuclear é instável e produz subsequente desintegração radioativa. Veja esse caso, quando o núcleo do cobalto 59 é bombardeado com um nêutron de alta energia, ocorrendo a reação:

27Co59+ 0n1 → [27Co60] → 25Mn56 + 2He4

Manganês 56 não é estável e tem meia-vida de 2,6h onde vai ocorrer a conversão para ferro 56:

25Mn56→ 26Fe56 + -1e0 + 0ע0

(nº atômico X massa atômica)

A emissão de nêutrons também pode ser feita com a transmutação artificial, no exemplo, para desintegrar o bromo 87:

35Br87→ 35Fe86 + 0n1

(nº atômico X massa atômica)

Outro jeito de transmutação muito comum é o beta-positivo (β+) ou emissão de pósitrons. O pósitron é uma partícula que tem massa de um elétron, mas carga positiva (1e0). Ex:

7N13→ 6Fe13 + 1e0

(nº atômico X massa atômica) 2.2.2.1 Acelerador de Partículas

A transmutação artificial só é possível por causa do desenvolvimento de aceleradores de partículas de alta energia como o cíclotron, demonstrado na figura 2-2. Eletrodos metálicos ocos e rarefeitos (dees) são montados entre pólos de um grande imã (parte verde escuro) e uma fonte de corrente alternada de alta freqüência é conectada aos dees. Os prótons injetados no centro (bola amarela) percorrem uma espiral que vai se alargando. Com isso os prótons vão girando para eles ganharem considerável energia e no final colidem com o alvo (placa sinalizada pelo vetor rosa).

2.3 FENÔMENOS RADIOATIVOS

Sabe-se que em um processo nuclear pode ser obtido grande energia. Pode-se obter essa energia por meio de fenômenos radioativos que podem ser fissão ou fusão nuclear.

2.3.1 Fissão Nuclear

Acontece quando há divisão do núcleo.

2.3.1.1 Fissão Induzida É a quebra do núcleo do átomo provocada pelo bombardeamento de nêutrons, formando dois novos núcleos liberando uma quantidade grande de energia e de outros nêutrons, podendo repetir o processo originando uma reação em cadeia. Ex: A fissão do urânio 235 pode ser feita pela captura de nêutron lento ou térmico

92U235+ 0n1 → [92U236] → 38Sr90 + 54Xe143 + 3 0n1

(nº atômico X massa atômica)

1 Veja a reação ilustrada na figura 2-3:

Essa é uma das formas que o urânio pode sofrer fissão induzida.

2.3.1.2 Fissão Natural

(Parte 1 de 2)

Comentários