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Prof: Vinícius Medrado
Radioatividade
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É a parte da físico-química que estuda as emissões radioativas devido uma instabilidade nuclear.
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A relação próton/nêutronA relação próton/nêutron
A emissão de partículas do núcleo faz com que o átomo radioativo de
determinado elemento químico se transforme num átomo de outro
elemento químico diferente, ou seja, reação nuclear.
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Um breve históricoUm breve histórico
•Roentgen ( 1895)–físico Alemão : Descobriu o Raio-X.
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Um breve históricoUm breve histórico
•Henri Becquerel( 1896 )–químico Francês: Descobriu a Radioatividade.
•Marie e Pierre Curie (1898)- química Polonesa: Isolou o Polônio e o Rádio.
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Um breve históricoUm breve histórico
•Ernest Rutherford ( 1900 )–físico neozelandês: Descobriu três tipos de
radiação ( alfa, beta e gama ).
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Emissões Alfa Emissões Alfa
•São partículas pesadas, com carga positiva, constituida de 2 prótons e de e nêutrons( como um núcleo do Hélio ). •São ionizantes.
•Baixo poder de penetração e dano biológico.
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Emissões Beta Emissões Beta
•São partículas leves, com carga negativa e massa desprezível( semelhante a elétrons ). •São pouco ionizantes.
•Médio poder de penetração e dano biológico.
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Emissões Gama Emissões Gama
•São radiação eletromagnéticas semelhantes aos raio-x. Não possuem carga e massa. •Não ionizantes.
•Alto poder de penetração e dano biológico.
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Poder de penetração das Emissões Poder de penetração das Emissões
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Leis da Radioatividade Leis da Radioatividade
•Primeira Lei de Soddy: Emissão Alfa
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Leis da Radioatividade Leis da Radioatividade
•Segunda Lei de Soddy: Emissão Beta
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Leis da Radioatividade Leis da Radioatividade
•Hipótese de Fermi: físico italiano.
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Partículas subatômicas Partículas subatômicas
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Propriedades das Emissões Propriedades das Emissões
•Efeito químico
•Efeito térmico
•Efeito luminoso
•Efeito elétrico
•Efeito fisiológico
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Transmutação Nuclear Transmutação Nuclear
•Em 1919 –Rutherford :
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Transmutação Nuclear Transmutação Nuclear
•Em 1932 –Chadwick : descobriu os nêutrons.
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Transmutação Nuclear Transmutação Nuclear
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Série Radioativa Série Radioativa
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Período de meia-vidaPeríodo de meia-vida
É o tempo necessário para que uma amostra radioativa se reduza pela
metade .
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Período de meia-vidaPeríodo de meia-vida
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Período de meia-vidaPeríodo de meia-vida
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Fissão e Fusão Nuclear
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INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
No atual momento histórico um dos temas mais discutidos pela sociedade
moderna é a crise energética mundial. Questionar e repensar a utilização das fontes energéticas renováveis e não-
renováveis da maneira como vem ocorrendo, visando garantir o futuro da humanidade e da Terra, é dever de todo aquele que tem consciência do planeta que habita e da sociedade que deseja.
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# 1934 – Enrico Fermi e Emílio Segrè bombardearam átomos de urânio com nêutrons na tentativa de obter elementos com número atômico maior que 92 (transurânicos).
HISTÓRICOHISTÓRICO
# 1938 – Otto Hahn e Fritz Strassman, repetindo experiência de Fermi
conseguiram determinar a presença de Bário nos produtos formados.
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FISSÃO NUCLEAR : O PROCESSOFISSÃO NUCLEAR : O PROCESSO
É a partição de núcleo atômico pesado e instável provocada por um bombardeamento de
nêutrons moderados, originando 2 núcleos médios
liberando de 2 ou 3 nêutrons e uma energia colossal.
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Equação de Einstein
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Reação em cadeia
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• Reação em cadeia;
• Massa crítica;
• O urânio-235 e o urânio-238
• O enriquecimento do urânio
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Enriquecimento de urânio-Enriquecimento de urânio-tecnologia nuclear no Brasiltecnologia nuclear no Brasil
• 1ª.etapa:U-235 até 3 ou 3,5% transforma em gás UF6 ;
• 2ª. Etapa: O gás é transformado em óxido
UO2 , é prensado na fábrica de combustível
nuclear e transformado em pastilhas
cilíndricas de 1cm de altura por 1 cm de
diâmetro.
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O elemento combustível é composto pelas pastilhas montadas em tubos de uma liga metálica especial a zircaloy.
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CONDIÇÕES PARA OCORRER:CONDIÇÕES PARA OCORRER:
A fissão ocorre na natureza a temperatura e pressão ambientes.
ENERGIA GERADA6 g de urânio, elemento mais usado na fissão , rendem 0,520 x1023 MeV, equivalente ao abastecimento de uma casa com quatro pessoas durante um dia.
1Kg de Urânio-235 equivale cerca de 30t de TNT1 quiloton equivale a 1000 t de TNT
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A FISSÃO gera energia limpa?A FISSÃO gera energia limpa?
Quando um átomo de urânio é dividido, ele pode gerar quaisquer dois elementos (desde que o peso dos dois somados seja igual ao do urânio). Isso inclui os altamente tóxicos e radioativos (como o bário), que não podem ser liberado no ambiente, exigindo armazenamento especial.
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Bomba AtômicaBomba Atômica
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Bomba AtômicaBomba Atômica
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FUSÃO NUCLEARFUSÃO NUCLEAR
A Fusão Nuclear é um processo físico A Fusão Nuclear é um processo físico que, ao contrário da Fissão Nuclear, que, ao contrário da Fissão Nuclear, promove a junção de dois núcleos promove a junção de dois núcleos atômicos leves, obtendo como produto, a atômicos leves, obtendo como produto, a formação de um núcleo atômico pesado;formação de um núcleo atômico pesado;
Os Reatores de Fusão Nuclear estão no Os Reatores de Fusão Nuclear estão no topo das listas de tecnologias energéticas topo das listas de tecnologias energéticas definitivas para a humanidade, definitivas para a humanidade, constituindo uma fonte de energia isenta constituindo uma fonte de energia isenta de carbono;de carbono;
Potencial de geração de 1 GigaWatt de Potencial de geração de 1 GigaWatt de eletricidade de apenas alguns eletricidade de apenas alguns quilogramas de combustível por dia;quilogramas de combustível por dia;
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Os combustíveis básicos, tais como Deutério e Lítio não são radioativos, sendo abundantes na natureza e distribuídos de modo uniforme na crosta terrestre;
A combustão entre os reagentes não poderá ocorrer de forma descontrolada, pois a cessação das reações de fusão poderá ocorrer quando não se injetar mais combustível no reator, terminado os processos em uma fração de segundos;
VANTAGENSVANTAGENS
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Os problemas com os resíduos do processo são limitados, pois não existem rejeitos radioativos oriundos dos mesmos, sendo que o tratamento dos gases emitidos no processo poderá ser feito no local;
A radioatividade dos componentes constituintes do reator, devido a exposição dos mesmos aos nêutrons altamente energéticos e conseqüentes da reação, utilizados para a produção de Trítio, terão de ser armazenados em local apropriado, sendo que o seu tempo de confinamento será bem inferior a cem anos;
VANTAGENSVANTAGENS
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Geração de energia elevada quando comparado o processo de Fusão Nuclear ao Processo de Fissão Nuclear;
Não há emissão de gases estufa que poderiam gerar mudanças climáticas na Terra, constituindo uma fonte de energia limpa;
Integração entre as tecnologias de Fusão e Fissão Nuclear, produzindo Urânio nos reatores Tokamaks, para serem utilizados nas usinas de fissão;
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