Radioatividade

+

-

+ +

-

-

++

+

-

-

-

n/p= 2/ 1 n/p= 3/ 1

20Ca40 n/p= 20/ 1

38Sr88 n/p= 50/ 1,31

56Ba137 n/p= 81/ 1,44

n/pInstabilidade

2 = 3 =

20 =

38 =

56 =

20

50

81

++

++

+

++

+

++

++

+

+ ++

++

++

+

+++

++

++

++

++

++

++

++

++

++

++

+

+

+

++

++

+

++

+

+

+

+

++

++

+

++

++

+

+

++

+

+ +

+

+

+

+

++

+

+

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)

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 em ácido ou base, gasoso ou sólido, dentro de um

Freezer ou em uma fornalha.

1H1

1H2

1H3

99,985 %

0,014 %

0,001 %

Não Radioativo

Não Radioativo

Radioativo

Não Radioativo

19K39

19K40

19K41

93,2581 %

0,0117 %

6,7302 %

Não Radioativo

Radioativo

Radioativo

Não Radioativo

92U234

92U235

92U238

0,0055 %

0,7200 %

99.2745 %

Não Radioativo

Radioativo

Radioativo

Radioativo

Radiações Nucleares Naturais

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + +

Recipiente a Vácuo

Filme FotográficoBloco de Chumbo

α γβ

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + Partícula α

*Pequeno desvio para a placa negativa*Conclusões:

* São partículas pesadas.* Possuem carga elétrica positiva.

Ernest Rutherford (1871 – 1937)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + +

Ernest Rutherford (1871 – 1937)

Partícula β*Grande desvio para a placa positiva*

Conclusões:* São partículas leves.* Possuem carga elétrica negativa.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+ + + + + + + + + + + + + Radiação γ

*Não sofrem desvio *Conclusões:

* Não possui massa.* Não possui carga.

Paul Ulrich Villard (1860 – 1934)

Simbologia das Radiações

Partícula Alfa

* 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.

α24

7cm

+ +

-

-

+ +

α24

7cm

-

+ +

-

+ +

α24

7cm

+ +

-

-

Hélio

+ +

α24

Partícula Beta

* Semelhante aos elétrons, massa desprezívele carga (relativa) -1.Características:

*Velocidade inicial de 95% da velocidade da Luz

*Médio poder de penetração:* Metros de ar * 16 mm de madeira

*Na pele penetram 2 cm.

*Médio poder de ionização.

* São detidas por lâminas Al (1cm) e Pb 2mm

Simbologia das Radiações

β-10

Radiação Gama

* 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.

*Atravessam o corpo humano.*Pequeno poder de ionização.

* São detidas por placas de > 5 cmde espessura ou grossas paredes de concreto.

Simbologia das Radiações

γ00

Poder de Penetração

α , β , γ

Recipiente a Vácuo

α β γ

Folha de papel

>2mm de Pb > 5cm de Pb< 1cm de Al

Aumenta o poder de penetração

Aumenta o poder de ionização

Leis da Radiatividade

1ª Lei:

2ª Lei:

Soddy

Soddy – Fajans - Hussel

XZ

AY

Z–2

A–4α

2

4+

XZ

AY

Z+1

Aβ

-1

0+

Leis da Radiatividade

Bi83

209α

2

4+

Z

ATl

Balanço de Massa: 209 = 4 + A ∴ A = 205

Balanço de Carga: 83 = 2 + Z ∴ Z = 81

Leis da Radiatividade

Bi83

209β

-1

0+

Z

APo

Balanço de Massa: 209 = 0 + A ∴ A = 209

Balanço de Carga: 83 = -1+ Z ∴ Z = 84

Leis da Radiatividade

Bi83

209β

-1

0+

Z

APb

Balanço de Massa: 209 = 0 + 4 ∴ A = 205

Balanço de Carga: 83 = -1+ 2 ∴ Z = 82

α2

4+

+ A

+ Z

Leis da Radiatividade

Bi83

209β

-1

0+

Z

AAu

Balanço de Massa: 209 = 0+ 4 ∴ A = 197

Balanço de Carga: 83 = -1+ 2 ∴ Z = 79

α2

4+

+ A

+ Z

2 3

2.

2.

3.

3.

matéria anti-matéria

Beta Pósitron

Hipótese de Enrico Fermi

0n11p1 + -1β0

+ 0ν0 + 0γ0 Nêutron Próton Beta Neutrino Gama

Núcleo Expulsos do Núcleo

1p10n1 + +1β0

+ 0ν0 + 0γ0 Próton nêutron Pósitron Neutrino Gama

Núcleo Expulsos do Núcleo

-1β0 ++1β0 = Energia

Fissão e Fusão nuclear

Fissão:

92U235 +0n1 56Ba141 +36Kr92 +3 0n1

∆H = -2.1010 kJ/mol

Ruptura de Núcleos Instáveis

Fusão: União de Núcleos Estáveis

(Grandes)

(Pequenos)

1H2 +1H3 2He4 +0n1 ∆H = -128.1010 kJ/mol

3Li6 +0n1 2He4 +1T3 ∆H = -196.1010 kJ/mol

Efusão Efissão>>

Meia Vida e Vida Média

60 dias 60 dias 60 dias

180 dias

Meia Vida (P) Meia Vida (P) Meia Vida (P)

Tempo Total de Desintegração

K = 0,693/P Vm = 1/ K

Vm = P/ 0,693

Vida Média:(Vm) Tempo médio que um átomo leva para emitir radiação.

Aplicações da Radiatividade

Arqueologia

Aplicações da Radiatividade

Idade das Rochas

Aplicações da Radiatividade

Indústria de Energia

Aplicações da RadiatividadeMedicina

Aplicações da RadiatividadeAgricultura

Bombas

Atômica: H: Nêutrons:

Fissão Nuclear Fusão Nuclear

Radioatividade

Cinética RadioativaConstante Radioativa

Indica a fração de átomos que sofrem desintegraçãode uma totalidade presente em uma amostra.

Quanto maior o seu valor, mais radioativo será o elemento

Constante Radioativa do Ra - 226

C = 1

2300Ano-1

Para cada 2300 átomos a probabilidade máxima é que apenas 1 átomo se desintegre (β) ao fim de 1 ano.

Cinética RadioativaConstante Radioativa

Indica a fração de átomos que sofrem desintegraçãode uma totalidade presente em uma amostra.

Quanto maior o seu valor, mais radioativo será o elemento

Constante Radioativa do Th - 232

C = 1

2,01.1010Ano-1

Para cada 2,01.1010 átomos a probabilidade máxima é que apenas 1 átomo se desintegre (α) ao fim de 1 ano.

Cinética RadioativaConstante Radioativa

Indica a fração de átomos que sofrem desintegraçãode uma totalidade presente em uma amostra.

Quanto maior o seu valor, mais radioativo será o elemento

Constante Radioativa do Ra - 226 C = 1

2300Ano-1

O Ra portanto é mais radioativo que o Th.

Constante Radioativa do Th - 232 C = 1

2,01.1010Ano-1

60 dias 60 dias 60 dias

180 dias

Meia Vida (P) Meia Vida (P) Meia Vida (P)

Tempo Total de Desintegração

Cinética Radioativa

Período de Meia Vida (P)

200g 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 P

...

100% 50% 25% 12,5% 6,25% 3,125%

P P P P P

...

Cinética Radioativa

=QuantidadeFinal

Tempo Total de Desintegração = n . P

QuantidadeInicial

2 n

Grandeza,a/b ou %

n = número de períodos de meia-vida

Cinética Radioativa

Cinética Radioativa

Vida Média:(Vm)

Tempo médio que um átomo leva para sofrer total desintegração.

Vm = 1

C

Constante Radioativa do Ra - 226

C = 1

2300Ano-1 Vm = 2300 Anos

Cinética Radioativa

Vida Média:(Vm)

Tempo médio que um átomo leva para sofrer total desintegração.

Vm = 1

C

Constante Radioativa do Th - 232

C = 1

2,01.1010Ano-1 Vm = 2,01.1010 Anos

Cinética Radioativa

Vida Média:(Vm)

Tempo médio que um átomo leva para sofrer total desintegração.

Vm = 1

C

Vm = P

0,693