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Radioatividade

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Radioatividade

  1. 1. Radioatividade - -+ + + + + - +- - - n/p= 2/ 2 = 1 n/p= 3/ 3 = 120 20Ca40 n/p= 20/ 20 = 150 n/p 38Sr88 n/p= 50/ 38 = 1,31 Instabilidade81 56Ba137 n/p= 81/ 56 = 1,44
  2. 2. + + + + + + + + + ++ + + ++ +++ + + + ++ + + ++ + ++ + + + + + + + ++ + + + + ++ + + + + ++ ++ + + + ++ + ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
  3. 3. Observações Se Z > 83 Instável Existem mais de 40 isótopos naturais radioativos. Existem mais de 800 isótopos artificiais radioativos.Todos os elementos apresentam isótopos radioativos (naturais e/ou artificiais)
  4. 4. Observações Um elemento só é dito radioativo se o seu isótopo mais abundante for radioativo. A intensidade de radiatividade emanada porum isótopo é igual independentemente de estar sob a forma de óxido, cloreto, dissolvido emácido ou base, gasoso ou sólido, dentro de um Freezer ou em uma fornalha.
  5. 5. 1H1 99,985 % Não Radioativo1H2 0,014 % Não Radioativo1H3 0,001 % Radioativo Não Radioativo
  6. 6. 19K39 93,2581 % Não Radioativo19K40 0,0117 % Radioativo19K41 6,7302 % Radioativo Não Radioativo
  7. 7. 92U234 0,0055 % Não Radioativo92U235 0,7200 % Radioativo92U238 99.2745 % Radioativo Radioativo
  8. 8. Radiações Nucleares Naturais Recipiente a Vácuo ------------------- +++++++++++++Bloco de Chumbo Filme Fotográfico α β γ
  9. 9. Ernest Rutherford (1871 – 1937) ------------------- +++++++++++++ Partícula α*Pequeno desvio para a placa negativa* Conclusões: * São partículas pesadas. * Possuem carga elétrica positiva.
  10. 10. Ernest Rutherford (1871 – 1937) ------------------- +++++++++++++ Partícula β*Grande desvio para a placa positiva* Conclusões: * São partículas leves. * Possuem carga elétrica negativa.
  11. 11. Paul Ulrich Villard (1860 – 1934) ------------------- +++++++++++++ Radiação γ *Não sofrem desvio * Conclusões: * Não possui massa. * Não possui carga.
  12. 12. Simbologia das Radiações 4 Partícula Alfa 2 α* Apresentam dois prótons e dois nêutrons Características:*Velocidade inicial de 5% da velocidade da Luz*Pequeno poder de penetração: * 7 cm do ar * Uma folha de papel ou alumínio (0,06 mm)*Na pele causa queimaduras.*Grande poder de ionização.
  13. 13. - 42 α+ + 7cm -
  14. 14. 42 α -+ + + + - 7cm
  15. 15. 4 Hélio2 α -+ + + + - 7cm
  16. 16. Simbologia das Radiações 0 Partícula Beta -1 β * Semelhante aos elétrons, massa desprezível e carga (relativa) -1. Características:*Velocidade inicial de 95% da velocidade da Luz*Médio poder de penetração:* Metros de ar * 16 mm de madeira * São detidas por lâminas Al (1cm) e Pb 2mm*Na pele penetram 2 cm.*Médio poder de ionização.
  17. 17. Simbologia das Radiações 0 Radiação Gama 0 γ* Semelhante ao raio X, sem massa e sem carga. Características:*Velocidade inicial de igual a velocidade da Luz.*Alto poder de penetração: * Milhares metros de ar * 25 cm de madeira ou 15 cm de aço. * São detidas por placas de > 5 cm de espessura ou grossas paredes de concreto.*Atravessam o corpo humano.*Pequeno poder de ionização.
  18. 18. Poder de Penetração Aumenta o poder de penetração α,β,γ Aumenta o poder de ionização Recipiente a Vácuoαβγ Folha < 1cm de Al >2mm de Pb > 5cm de Pb de papel
  19. 19. Leis da Radiatividade1ª Lei: Soddy A 4 A–4 Z X α + Z–2 Y 22ª Lei: Soddy – Fajans - Hussel A 0 A Z X β + Y Z+1 -1
  20. 20. Leis da Radiatividade 209 4 A 83 Bi 2 α + Z TlBalanço de Massa: 209 = 4 + A ∴ A = 205 Balanço de Carga: 83 = 2 + Z ∴ Z = 81
  21. 21. Leis da Radiatividade 209 0 A 83 Bi -1 β + Z PoBalanço de Massa: 209 = 0 + A ∴ A = 209 Balanço de Carga: 83 = -1+ Z ∴ Z = 84
  22. 22. Leis da Radiatividade 209 0 4 A 83 Bi -1 β + 2 α + Z PbBalanço de Massa: 209 = 0 + 4 + A ∴ A = 205Balanço de Carga: 83 = -1+ 2 + Z ∴ Z = 82
  23. 23. Leis da Radiatividade 209 0 4 A Bi 2β + 3α + Au 83 -1 2 ZBalanço de Massa: 209 = 2. 0 + 3. 4 + A ∴ A = 197Balanço de Carga: 83 = 2.-1+ 3. 2 + Z ∴ Z = 79
  24. 24. Hipótese de Enrico Fermi Núcleo Expulsos do Núcleo0n1 1p1 + -1β0 + 0ν0 + 0 γ0Nêutron Próton Beta Neutrino Gama Núcleo Expulsos do Núcleo1p1 0n1 + +1β0 + 0ν0 + 0 γ0Próton nêutron Pósitron Neutrino Gama Beta Pósitron -1β0 ++1β0 = Energia matéria anti-matéria
  25. 25. Fissão e Fusão nuclearFissão: Ruptura de Núcleos Instáveis (Grandes) 235 + n1  Ba141 + Kr92 +3 n1 92U 0 56 36 0 ∆H = -2.1010 kJ/mol Fusão: União de Núcleos Estáveis (Pequenos) 1 H2 +1H3  2 He4 +0n1 ∆H = -128.1010 kJ/mol 3 Li6 +0n1  2 He4 +1T3 ∆H = -196.1010 kJ/mol Efusão >> Efissão
  26. 26. Meia Vida e Vida Média Tempo Total de Desintegração 180 dias 60 dias 60 dias 60 dias Meia Vida (P) Meia Vida (P) Meia Vida (P)Vida Média:(Vm) Tempo médio que um átomo leva para emitir radiação. K = 0,693/P Vm = 1/ K Vm = P/ 0,693
  27. 27. Aplicações da Radiatividade Arqueologia
  28. 28. Aplicações da Radiatividade Idade das Rochas
  29. 29. Aplicações da Radiatividade Indústria de Energia
  30. 30. Aplicações da Radiatividade Medicina
  31. 31. Aplicações da Radiatividade Agricultura
  32. 32. Bombas Atômica: H: Nêutrons:Fissão Nuclear Fusão Nuclear
  33. 33. Radioatividade
  34. 34. Cinética Radioativa Constante Radioativa Indica a fração de átomos que sofrem desintegração de uma totalidade presente em uma amostra. Quanto maior o seu valor, mais radioativo será o elemento Constante Radioativa do Ra - 226 1 C= Ano-1 2300Para cada 2300 átomos a probabilidade máxima é que apenas 1 átomo se desintegre (β) ao fim de 1 ano.
  35. 35. Cinética Radioativa Constante Radioativa Indica a fração de átomos que sofrem desintegração de uma totalidade presente em uma amostra. Quanto maior o seu valor, mais radioativo será o elemento Constante Radioativa do Th - 232 1 C= Ano-1 2,01.1010Para cada 2,01.1010 átomos a probabilidade máxima éque apenas 1 átomo se desintegre (α) ao fim de 1 ano.
  36. 36. Cinética Radioativa Constante Radioativa Indica a fração de átomos que sofrem desintegração de uma totalidade presente em uma amostra. Quanto maior o seu valor, mais radioativo será o elemento 1Constante Radioativa do Ra - 226 C = Ano-1 2300 1Constante Radioativa do Th - 232 C = Ano-1 2,01.1010 O Ra portanto é mais radioativo que o Th.
  37. 37. Cinética Radioativa Período de Meia Vida (P) Tempo Total de Desintegração 180 dias 60 dias 60 dias 60 diasMeia Vida (P) Meia Vida (P) Meia Vida (P)
  38. 38. Cinética Radioativa200g 100g 50g 25g 12,5g 6,25g ... P P P P P 1 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 ... P P P P P100% 50% 25% 12,5% 6,25% 3,125% ... P P P P P
  39. 39. Cinética RadioativaTempo Total de Desintegração = n . P Quantidade Inicial Quantidade = Final 2n Grandeza, n = número de períodos a/b ou % de meia-vida
  40. 40. Cinética Radioativa Vida Média:(Vm) Tempo médio que um átomo leva para sofrer total desintegração. 1 Vm = C Constante Radioativa do Ra - 226 1C= Ano-1 Vm = 2300 Anos 2300
  41. 41. Cinética Radioativa Vida Média:(Vm) Tempo médio que um átomo leva para sofrer total desintegração. 1 Vm = C Constante Radioativa do Th - 232 1C= Ano-1 Vm = 2,01.1010 Anos 2,01.1010
  42. 42. Cinética Radioativa Vida Média:(Vm)Tempo médio que um átomo leva para sofrer total desintegração. 1 Vm = C P Vm = 0,693

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