Prof. Naiane Mariano

1. RADIOATIVIDADE
Professora: Naiane Machado Mariano

2. CONCEITO DE RADIOATIVIDADE:
 É a propriedade que possuem certos elementos
de se desintegrarem emitindo partículas e
radiações devido a uma instabilidade no núcleo
do átomo.
 A radioatividade ocorre porque as forças de
ligações do núcleo são insuficientes para manter
suas partículas perfeitamente ligadas.
Exemplo: urânio–235, o césio–137, o cobalto–60, o
tório–232

3. Como foi descoberta?
 1895- Rontgen descobriu os raios X.
 1896 – Bequerel foi encarregado de verificar a
descoberta por Rontgen e acabou descobrindo a
radioatividade pela observação da fluorescência
de alguns minerais.
 1898- Marie Curie descobriu o polônio e o rádio
devida sua intensa atividade.
 1889, Rutherford identificou a natureza de dois
tipos distintos de radiação: alfa e beta. E
Villard , a radiação gama.

4. RADIOATIVIDADE
 O homem sempre
conviveu com a radioatividade.
 Na superfície terrestre pode ser detectada
energia proveniente de raios cósmicos e da
radiação solar ultravioleta.
 Nas rochas, encontramos elementos radioativos,
como o urânio-238, urânio-235, tório-232,
rádio-226 e rádio-228.

5. Vai uma banana ai?
Até mesmo em vegetais pode ser detectada a
radioatividade:
•As bananas, por exemplo, contêm potássio-40.
• As plantas, o carbono-14.
•No nosso sangue e ossos encontram-se
potássio-40, carbono-14 e rádio-226.

6. OUTROS CONCEITOS
A reação nuclear é denominada decomposição
radioativa ou decaimento.
As entidades emitidas pelo núcleo são
denominadas de radiações.

7. Radioisótopo( isótopo radioativo)
 Caracteriza-se por apresentar um núcleo atômico
instável que emite energia quando se transforma num
isótopo mais estável.
 Os isótopos radioativos tem aplicações em medicina e,
em outras áreas, como na datação radiométrica.
Por exemplo, o isótopo radioativo tálio pode identificar
vasos sanguíneos bloqueados em pacientes sem provocar
algum tipo de dano.
 O carbono-14 pode ser utilizado na datação de fósseis.

8. Os elementos radioativos naturais emitem três tipos de
radiações:
α, βe γ .

10. Tipos de Radiações:
 1-Emissões alfa (2α4) : partículas com carga
elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2
nêutrons.
 Velocidade média : 20000 km/s .
 Poder de penetração : pequeno, são detidas por
pele, folha de papel ou 7 cm de ar.
 Poder ionizante ao ar : elevado, por onde
passam capturam elétrons, transformando-se
em átomos de Hélio.

11. Partícula alfa
É constituída por 2 prótons e 2 nêutrons (núcleo de
hélio).
Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu
número atômico fica reduzido de duas unidades, e
seu número de massa, de quatro unidades.
O urânio-238 é um emissor alfa. Com a emissão de
uma partícula alfa, o urânio-238 transforma-se no
elemento tório-234.
Normalmente provocam ionização no meio com o
qual interagem e apresentam baixo poder de
penetração – uma folha de papel pode blindar.

12. 1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy) : "Quando um
núcleo emite uma partícula alfa (α) , seu número atômico
diminui de suas unidades e seu número de massa diminui
de quatro unidades."

Z X A = 2 α4 + Z - 2 Y A -4

Ex: 92 U 235 = 2 α4 + 90 Th 231

13. 2-Emissões beta ( -1 β 0 ) : partículas com carga
elétrica negativa e massa desprezível (elétrons
atirados para fora do núcleo) .
 nêutron = próton + elétron + neutrino
 Os prótons permanecem no núcleo e os
elétrons e neutrinos são atirados fora
dele.
 Ou: 0 n 1 = 1 p 1 + -1 b 0 + neutrino
Hipótese de Fermi

14. Velocidade média: 95% da velocidade da luz.
Poder de penetração : 50 a 100 vezes mais
penetrantes que as partículas alfa. São detidas por
1 cm de alumínio (Al) ou 2 mm de chumbo (Pb).
Danos os organismos : maiores do que as
emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo
humano e causar danos sérios
 2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) :
"Quando um núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número
atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se
altera."
Z X A = -1β 0 + Z + 1 Y A
Ex: 83 Bi210 = -1 β0+ 84 Po 210

15. 3-Emissões gama(0γ0) : são ondas eletromagnéticas,
da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem
carga elétrica nem massa.
Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes
que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)
.
Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o
corpo humano, causando danos irreparáveis.

16. RADIAÇÃO GAMA: a radiação gama é formada por ondas
eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em
seguida à emissão de uma partícula alfa ou beta.
Ex:
4 0
92 U 238
 2α + β +
3 2
-1 88 Ra226

17. Emissões radioativas
Grau de Poder ionizante
Tipo Característica Velocidade
penetração relativo
Não penetrante
2 α
4 Semelhante ao
núcleo do He
10% de c mas causa 10.000
danos
-1 β0 Elétron
Menor que 90%
de c
Moderadamente
penetrante
100
Muito
penetrante,
0γ0 Onda eletromag-
nética (fóton)
300.000 km/s geralmente 1
acompanha
outra radiação
+1 β0 Pósitron (anti-
elétron)
Menor que 90%
de c
Moderadamente
penetrante
100
Moderado a
1 p1 Próton 10% de c
baixo
100
0 n1 Nêutron
Menor que 10%
de c
Muito
penetrante
1

18. EMISSÃO DE PÓSITRON: O pósitron (+1β0) possui a
mesma massa do elétrons, mas carga positiva. Esta
emissão pode ser considerada como sendo a carga
positiva liberada quando um próton é convertido em
um nêutron (inverso da emissão beta). O número
atômico decresce uma unidade e o número de massa
permanece constante. A mudança nuclear é a mesma
da captura eletrônica.
22 Ti44  21 Sc44 + +1 β0

19. EMISSÃO DE PRÓTRON E DE NÊUTRON: Esses dois
processos são menos comuns e tendem a ocorrer
somente em casos especiais. A perda de um próton
decresce uma unidade em ambos, massa e número
atômico. A perda de um nêutron decresce somente o
número de massa de uma unidade.
30 Zn57  29 Cu56 + 1p1
34 Se91  34Se90 + 0n1

20. Poder de Penetração

21. Efeitos da Radiação Nuclear

22. TEMPO DE MEIA-VIDA (t½) ou PERÍODO DE
SEMIDESINTEGRAÇÃO (P)
É o tempo necessário para que metade da quantidade de um
radionuclídeo presente em uma amostra radioativa sofra
decaimento radioativo.

23. TEMPO DE MEIA-VIDA (t½) ou PERÍODO DE
SEMIDESINTEGRAÇÃO (P)
minicial
m= n
2

24. Radioisótopo Tempo de meia-vida
220
86 Rn 55,6 segundos
218
84 Po 3,08 minutos
95
43 Tc 20,0 horas
234
90 Th 24,1 dias
90
38 Sr 29,1 anos
14
6 C 5.715 anos
10
4 Be 1,52 milhão de anos
238
92 U 4,46 bilhões de anos

25. CINÉTICA DAS EMISSÕES RADIOATIVAS
Vida média (1/k):
A velocidade de desintegração ou atividade radioativa
não depende de fatores externos como pressão e
temperatura, nem da substância sob a qual se
apresenta o elemento radioativo. Só depende do
número de átomos N do elemento radioativo
presentes na amostra.
t 1 2 ≅ 0,7Vida Média

26. TRANSMUTAÇÃO NUCLEAR
 FISSÃO NUCLEAR:é a divisão de um núcleo atômico
pesado e instável através do seu bombardeamento com
nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a
liberação de uma quantidade enorme de energia.
 U235 + 0n1
92 Ba142 + 36Kr91 + 3 0n1 + 4,6 . 109kcal
56
 Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de
novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então
uma reação em cadeia:
 Essa reação é responsável pelo funcionamento de reatores
nucleares e pela desintegração da bomba atômica.

27. CURVA DE DECAIMENTO
RADIOATIVO

28. FISSÃO NUCLEAR

29. FISSÃO NUCLEAR
n + 235U → 141Ba + 92Kr + 3(4) n + ~200 MeV

30. ENERGIA LIBERADA
A fissão completa de 1kg de 235U libera
aproximadamente 8 x 1013 joules,
suficiente para ferver 270 milhões de
litros de água.

31. Fusão Nuclear:
 É a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo
um único núcleo maior, com liberação de grande
quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre
a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta,
etc.)proveniente da reação de fusão nuclear:

4 1H1 = 2He4 + outras partículas + energia
(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)

32. O Sol é um grande reator de fusão nuclear

33. FUSÃO NUCLEAR

34. FUSÃO NUCLEAR

35. ENERGIA LIBERADA
A fusão completa de 1 kg de deutério na reação
H + 2H → 3H + n
2
libera aproximadamente 1014 joules.

36. SÉRIES RADIOATIVAS

37.  Série do tório (4n): Inicia no tório (90Th232) e termina
no chumbo (82Pb208). O resto da divisão por 4 da
massa dos elementos dessa série é sempre zero.
 Série do urânio (4n+2): Inicia no urânio (92U238) e
termina no chumbo (82Pb206).
O resto da divisão por 4 da massa dos elementos
dessa série é sempre 2.
 Série do actínio (4n+3): Inicia no urânio (92Th235) e
termina no chumbo (82Pb207).
O resto da divisão por 4 da massa dos elementos
dessa série é sempre 3.

38. HIROSHIMA – 06/AGO/1945

39. NAGASAKI – 10/AGO/1945

40. Aplicações da Radioatividade
 Hoje ela é usada em diversos campos da
atividade humana(medicina,
Arqueologia,agricultura, indústria).
 O rádio que é um elemento resultante do
decaimento do urânio; é utilizado na radioterapia.
 Rádio: elemento utilizado para tratamentos de
câncer, mas a longa exposição a tal elemento
radioativo pode ser fatal.
 Através da análise da meia vida de tais elementos
radioativos, pode-se prever a idade da Terra.

41. -Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas
com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de
câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades
elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande
perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias.
Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas
 RADIOTERAPIA :

42. Usos das reações nucleares:
 -Produção de energia elétrica: os reatores nucleares
produzem energia elétrica. Baterias nucleares são
também utilizadas para propulsão de navios e
submarinos

44. Bibliografia e referências
bibliográficas
 ATINKS, Peter; LORETTA, Jones. Princípios de
Química: Questionando a vida moderna e o meio
ambiente. Porto Alegre, Bookman, 2001.
 OKUNO, Emico. Radiação: efeitos, riscos e benefícios.
São Paulo, Harbra,1988.
 http://www.if.ufrgs.br/cref/radio
 TIPLER, P. Física Moderna. Editora Ltc , terceira edição.
 Apresentação pesquisada na Internet elaborada por
Ana Budião e adaptada.
 http://www.profpc.com.br/radioatividade.htm(recomenda
do)