Radioatividade

Radioatividade - Reações Nucleares

Os átomos chamados de radioativos são átomos que apresentam instabilidade nuclear. Na tentativa de alcançar a estabilidade em seu núcleo, estes átomos emitem algumas partículas chamadas de radiação ou emissões radioativas, transformando-se em átomos com números atômicos ou de massa diferentes dos originais. A esse fenômeno, descoberto por Henri Becquerel, no elemento urânio, em 1896, denominamos radiatividade.

Emissões Radioativas

Emissões α (alfa)

A partícula alfa é dotada de dois prótons e dois nêutrons, semelhantes ao núcleo do elemento hélio. Isso significa que quando uma partícula alfa é emitida por um isótopo radioativo, saem de seu núcleo dois prótons e dois nêutrons. Quando uma partícula alfa é emitida, o átomo perde quatro unidades de massa e duas unidades em seu número atômico.

Representação: (massa = 4, carga = +2).

Emissões β (beta)

São elétrons emitidos pelo núcleo em alta velocidade.

Quando há emissão de partícula beta () é porque ocorreu no núcleo a transformação. Um nêutron se transformou em um próton, um elétron em um neutrino.

Quando há emissão beta, não há alteração na massa, pois um nêutron foi substituído por um próton; a partícula beta é o elétron.

Representação:   (massa = 0, carga = -1).

Emissão γ (Gama)

São ondas eletromagnéticas, como a luz ou as ondas de rádio, mas providas de enorme energia e poder de penetração. Emitidas por núcleos instáveis, as emissões gama acompanham a emissão de partículas α e β.

Uma onda eletromagnética é constituída apenas de energia; portanto, não tem massa. Sua emissão resulta apenas em alterações energéticas no átomo.

Representação: .

Representação da Reação Nuclear

As mais importantes são:

EMISSÃO RADIOATIVA	CONSTITUIÇÃO	VELOCIDADE RELATIVA	PODER DE PENETRAÇÃO RELATIVO
(núcleo de hélio)	2 prótons 2 nêutrons	Baixa	Baixo
	1 e- aceleração	Média	Médio
	Onda eletromagnética	Alta	Alto

Outras Partículas e Representações

Comportamento da radiação natural

Explicação:

As partículas α que apresentam carga positiva (próton) são atraídas pela placa eletrizada negativamente.

As partículas β que apresentam carga negativa (elétron) são atraídas pela placa eletrizada positivamente.

As ondas eletromagnéticas (emissões γ) não apresentam cargas, logo não sofrem desvios.

As emissões radioativas são invisíveis e saem do núcleo com alta velocidade. São essas propriedades que fazem com que essas emissões tenham a capacidade de atravessar materiais (poder de penetração).

As partículas alfa (), por serem as mais pesadas, apresentam menor velocidade e, portanto, seu poder de penetração é menor.

Já as partículas beta () são mais leves e com maior velocidade, o que resulta num poder de penetração maior.

As emissões gama () não apresentam massa: por esse motivo, não são chamadas de partículas. Sua velocidade é muito alta e não apresenta carga; portanto não interage com a matéria, o que explica seu alto poder de penetração.

REAÇÕES NUCLEARES (TRANSMUTAÇÕES)

É importante observar que, com a emissão das partículas alfa (α) e beta (β), é alterado o número de prótons; portanto é alterado o número atômico, formando assim novos elementos químicos.

 Conservação da carga: a + b = c + d .

Conservação da massa*: a’ + b’ = c’ + d’ .

* A conservação da massa não é completa. Uma pequena quantidade pode transformar-se em energia.

TEMPO DE MEIA-VIDA OU PERÍODO DE SEMIDESINTEGRAÇÃO (T1/2 ou P)

É o tempo que decorre para uma determinada quantidade (Q) do elemento reduzir-se à metade (Q’ = Q/2) :

Exemplo

O Iodo – 131 é radioativo e usado para se fazer diagnóstico da Glândula Tiroide, seu período de meia vida é de 8 dias. Isto significa que a cada 8 dias a quantidade de I¹³¹ se reduz a metade ou seja:

m      ....8 dias.......... m/2  ....8 dias......... m/4   ....8 dias......... m/8 ...

100% ...8 dias.......... 50% ....8 dias......... 25% ....8 dias......... 12,5% ...

1       ....8 dias......... 1/2 ....8 dias......... 1/4 ....8 dias.......... 1/8 ...

ENERGIA NUCLEAR

FISSÃO NUCLEAR

É a forma como a energia é obtida nos reatores nucleares e nas bombas atômicas. Uma das reações possíveis é:

Devido ao fenômeno de defeito de massa explicado anteriormente, a massa dos produtos é levemente menor que a dos reagentes, o que provoca liberação de energia.

FUSÃO NUCLEAR

É a forma como obtém energia a bomba de hidrogênio, estrelas como o Sol e reatores "limpos" denominados tokamaks, ainda experimentais. Uma reação possível é :

Também ocorre defeito de massa com liberação de energia.

USOS DE ALGUNS ISÓTOPOS ARTIFICIAIS

I¹³¹: Detecção de tumores da tireoide.

Co⁶⁰ e Cs¹³⁷: Emitem radiações que matam células cancerosas.

C¹⁴: Datação de material arqueológico.

U²³⁵ e Pu²³⁹: Átomos físseis. Em bombas atômicas e reatores nucleares.

H²: O deutério é utilizado nos processos de fusão nuclear. Na forma de água pesada (D₂O), é utilizado em reatores nucleares.

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