radioatividade 120607221759-phpapp02
TRANSCRIPT
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
++
++
+
++
+
++
++
+
+ ++
++
++
+
+++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
++
+
+
+
++
++
+
++
+
+
+
+
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++
+
++
++
+
+
++
+
+ +
+
+
+
+
++
+
+
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