KL 160208

INTRODUÇÃO A RADIOATIVIDADE

FAÇO IMPACTO - A CERTEZA DE VENCER!!!

PROFº: SARAH

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CONTEÚDO

A Certeza de Vencer

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RADIOATIVIDADE Conceito:

É a propriedade que os núcleos atômicos instáveis possuem de emitir radiações para obter outros núcleos atômicos mais estáveis.

TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES:

Para definir as características das emissões (radiações), foi colocada em uma cavidade de um bloco de chumbo, uma amostra radioativa de polônio. Os raios emitidos foram direcionados para passar entre os pólos de um imã eletromagnético, até se chocarem com uma chapa fotográfica.

Radiação alfa (α): é uma partícula formada por 2 prótons e 2 nêutrons. Esta partícula é igual ao núcleo do átomo de hélio, por isso alguns autores a chamam de “hélion”.

Representação: + α42

Radiação beta (β): é uma partícula negativa, semelhante ao elétron, pois beta possui carga –1 e massa desprezível. Essa radiação se origina da forma a seguir:

0n1 → 1p1 + –1β0 + 0n0

Representação: 01− β

Radiação gama (γ): não é partícula, mas onda eletromagnética semelhante à luz, sendo assim, não possui massa nem carga elétrica.

Representação: 00γ

Principais propriedades das emissões radioativas: Velocidade:

Poder de penetração:

Desvio:

Poder de ionização:

LEIS DA RADIOATIVIDADE

1ª Lei (Soddy): a emissão de partícula α

Um átomo de um elemento radioativo, ao emitir partícula alfa, origina um novo elemento que apresenta número de massa 4 unidades menor e número atômico 2 unidades menor. Veja abaixo:

A 4 A 4Z 2 Z 2X Y−

−→ α +

Ex1: 94Pu239 → +2α4 + ZUA

Ex2: ZRnA → +2α4 + 84Po218

Ex3: 88Ra226 → xα + 82Pb214

Ex4: 92ThA → 2α + ZRn222

2ª Lei (Soddy, Fajans e Russel): a emissão de partícula β. Um átomo de um elemento radioativo, ao emitir

uma partícula beta, origina um novo elemento que apresenta o número de massa constante e o número atômico 1 unidade maior. Os átomos inicial e final, depois da emissão de beta são classificados como isóbaros. Veja abaixo:

A 0 AZ 1 Z 1X Y− +→ β +

Ex1: 6C14 → –1β0 + ZNA

Ex2: ZThA → 2β + 92U234

Ex3: 82Tl 210 → xβ + 84Po210

Ex4: ZU235 → 3β + 95XA

Emissões Núcleo instável Núcleo Estável

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EQUAÇÃO GERAL DA RADIOATIVIDADE

+ −→ α + β +A 4 0 A 'Z 2 1 Z 'X n m Y

Z e Z’ → Número atômico do átomo inicial e final, respectivamente.

A e A’ → Número de massa do átomo inicial e final, respectivamente.

n e m → Número de partículas alfas e betas emitidas, respectivamente.

EXERCÍCIO

01. Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suas respectivas características: 1- alfa ( α ) 2- beta ( β ) 3- gama ( γ ) • Possuem alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano. • São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível. • São radiações eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa. • São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras leves.

A seqüência correta, de cima para baixo, é: a) 1, 2, 3, 2; d) 3, 2, 3, 1; b) 2, 1, 2, 3; e) 3, 1, 2, 1. c) 1, 3, 1, 2; 02. Um elemento radioativo emite uma partícula α e posteriormente uma partícula β , obtendo-se ao final o

elemento 23491Pa . O número de massa e o número

atômico do elemento radioativo original são respectivamente: a) 238 e 92; d) 92 e 238; b) 237 e 92; e) 92 e 237. c) 234 e 90; 03. Em 09/02/96 foi detectado um átomo do elemento químico 112, num laboratório da Alemanha. Provisoriamente denominado de unúmbio ( 112Uub ), e muito instável, teve tempo de duração medido em microssegundos. Numa cadeia de decaimento, por sucessivas emissões de partículas alfa, transformou-se num átomo de férmio, elemento químico de número atômico 100. Quantas partículas alfa foram emitidas na transformação 112Uub 100Fm→ ? a) 7 b) 6 c) 5 d) 4 e) 3 04. Considere as seguintes desintegrações: I- 28 24

13 11Al Na x→ +

II- 28 2813 14Al Si y→ +

III- 238 23492 90U Th z→ +

IV- 24 2411 12Na Mg w→ +

As partículas emitidas são: a) , , ,α α β γ d) , , ,γ β γ β b) , , ,γ γ α α e) , , ,α β γ β c) , , ,α β α β

05. (UEPA 2005) O carbono-14 é usado para datação arqueológica, visto que plantas (através da fotossíntese) e animais (por meio da cadeia alimentar) incorporam o C-14 através da absorção de CO2 presente no ar. Com a morte desses seres, verifica-se o decaimento de C-14 que deixa de ser reposto. A reação de desintegração ocorre segundo o esquema abaixo:

6C14 → 7N14 + radiação É correto afirmar que, no processo de decaimento, ocorre a emissão de: a) uma alfa; d) uma alfa e uma beta; b) uma beta; e) uma alfa e uma gama. c) uma gama; 06. Em relação ao esquema simplificado de desintegração nuclear:

(a) ( )239 239 b

93 94 cNp X Uα

→ → Indique, dentre as opções a seguir, aquela em que se identificam corretamente a, b e c: a) a = α c) a = γ e) a = γ b = 238 b = 235 b = 238 c = 92 c = 93 c = 95

b) a = β d) a = β b = 243 b = 235 c = 93 c = 92 07. A radioatividade é produzida pelo decaimento nuclear, ou seja, a quebra parcial de um núcleo atômico, e ocorre em vários elementos naturais, assim como em muitos isótopos sintetizados em laboratório. Consideremos que um elemento químico radioativo seja submetido a seguinte série de desintegração, X → Y → Z → W por emissão, respectivamente, de partículas β , β e α. Podemos então afirmar que são isótopos os elementos: a) Z e W; b) Y e W; c) X e Y; d) X e W. 08. (Faci 2002) Parte da energia elétrica distribuída no Brasil provem da usina nuclear instalada em Angra dos Reis, no Estado do Rio de Janeiro. Nessa usina, a energia térmica liberada do processo de fissão nuclear é aproveitada para aquecer certa quantidade de água ate a ebulição, resultando numa corrente de vapor d’água que impulsiona a turbina de um equipamento gerador de corrente elétrica. Um exemplo típico de reação de fissão nuclear é representado pela equação abaixo:

92U235 + 0n1 → 36Κr89 + yBax + 30n1 Os números atómicos (Y) e de massa (X) do isótopo de Bário, formado nessa reação, são respectivamente, iguais a: a) 56 e 144; c) 53 e 143; b) 56 e 143; d) 53 e 144. 09. (UEPA 2005) “O Urânio usado como combustível nas usinas Angra l e Angra II é processado em forma de pastilhas de 1 cm de altura por 1 cm de diâmetro. Assim, com apenas duas pastilhas se produz energia para uma casa com quatro pessoas durante um mês”.

(Adaptado de: Veja 20/10/2004) O elemento urânio 92U238, após a emissão de partículas alfa e beta, converte-se no elemento 88Ra226. O número de partículas alfa e beta após este processo, é respectivamente: a) 3 e 2; c) 1 e 2; e) 1 e 1. b) 2 e 3; d) 2 e 1;