Revisão Teórica para UFRGS - VII

RADIOATIVIDADE

CONCEITO

A radioatividade é um fenômeno natural ou artificial, pelo qual algumas substâncias ou elementos químicos, chamados radioativos, são capazes de emitir radiações.

CARACTERÍSTICAS DAS EMISSÕES

1) Alfa: São fluxos de partículas carregadas positivamente, compostas por 2 nêutrons e 2 prótons (núcleo de hélio). Tem baixa velocidade comparada a velocidade da luz(20 000 KM/s).

2) Beta:  Estas partículas têm a mesma natureza dos elétrons, e são resultantes da desintegração de nêutrons do núcleo. Tem alta velocidade, aproximadamente 270 000KM/s

3) Gama:  É o tipo mais penetrante de radiação, não apresenta carga elétrica e não é afetada pelos campos elétricos e magnéticos.

Para identificar cada uma das emissões radioativas, Rutherford usou uma tela fluorescente de acordo com o esquema:

- A emissão que desviou para a placa negativa é positiva (partícula alfa).

- A emissão que foi atraída pela placa positiva apresenta carga negativa (partícula beta).

- A emissão que não sofreu alteração na sua trajetória não tem cargas (onda eletromagnética).

OBS: Poder de penetração de penetração da radiações.

LEIS DA RADIOATIVIDADE

1ª Lei da Radioatividade – Frederick Soddy

Quando um núcleo emite partícula alfa, seu número atômico diminui de duas unidades e seu número de massa diminui de 4 unidades.

Ex.:  ₉₂ U²³⁵ →  ₂α⁴ +  ₉₀Th²³¹

2º Lei da Radioatividade- Soddy  Fajans- Russel

Quando um núcleo emite partícula β, seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se altera.

Ex.:  ₈₃ Bi ²¹⁰ →  _-1β° +  ₈₄Po²¹⁰

OBS: Quando um núcleo "excitado" emite uma radiação gama não ocorre variação no seu número de massa e número atômico, porém ocorre uma perda de uma quantidade de energia "hv".

FISSÃO NUCLEAR

A fissão nuclear é o processo que ocorre com a quebra de núcleos maiores em núcleos menores pelo bombardeamento de nêutrons (reação em cadeia). Essas reações liberam grande quantidade de energia.

FUSÃO NUCLEAR

A fusão nuclear é a união de núcleos menores formando núcleos maiores. A reação de fusão nuclear requer uma quantidade muito grande de energia para ocorrer, e quando ocorre há liberação de uma quantidade enorme de energia. Para termos uma idéia é a mesma reação que ocorre no sol.

TEMPO MEIA VIDA OU PERÍODO DE SEMI-DESINTGRAÇÃO

A meia-vida é a quantidade de tempo característica de um decaimento exponencial. Se a quantidade que decai possui um valor no início do processo, na meia-vida a quantidade terá metade deste valor.

Nos processos radioativos meia-vida ou período de semidesintegração de um radioisótopo é o tempo necessário para desintegrar a metade da massa deste isótopo, que pode ocorrer em segundos ou em bilhões de anos, dependendo do grau de instabilidade do radioisótopo. Ou seja, se tivermos 100kg de um material, cuja meia-vida é de 100 anos; depois desses 100 anos, teremos 50kg deste material. Mais 100 anos e teremos 25kg e assim sucessivamente.

No caso do carbono-14 a meia-vida é de 5.730 anos, ou seja, este é o tempo necessário para uma determinada massa deste isótopo instável decair para a metade da sua massa , transformando-se em nitrogênio-14 pela emissão de uma partícula beta. Esta medida da meia-vida é utilizada para a datação de fósseis.

A cada período de meia vida a quantidade de isótopo radioativo divide por dois (cai pela metade).

Após o primeiro período de meia-vida, somente a metade dos átomos radioativos originais permanecem radioativos. No segundo período, somente 1/4 , e assim por diante. Alguns elementos possuem meia-vida de frações de segundos. Outros, de bilhões de anos.

A quantidade de carbono -14 num ser vivo é de 10ppb (10 partes por bilhão). Esta quantidade permanece constante até o dia da sua morte. A partir daí esta quantidade vai dimunuindo por conta de desintegração. Quando examinamos um fóssil, uma múmia, ossos etc..., determina-se a quantidade de carbono -14 presente.