1. SERVIO PBLICO FEDERAL UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE
DO PAR INSTITUTO DE CINCIAS EXATAS FACULDADE DE QUMICA
RADIOTIVIDADE Prof: Maurcio Augusto Mayra Pinheiro Jssica Teixeira
MARAB/PA 11 DE JUNHO DE 2015
2. A DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE QUANDO VOCE PENSA EM
RADIOATIVIDADE QUE IMAGENS VEM A SUA MENTE? ELEMENTOS NOCIVOS A
SADE ACIDENTES NUCLEARES LIXO ATMICO BOMBA ATMICA
3. HISTRICO Wilhelm Conrod Rentgen (1845-1923) Ele descobriu de
modo acidental a existncia dos raios X, que receberam esse nome por
ainda serem muito misteriosos. Ele estava fazendo experimentos com
a ampola de Crookes, que um tubo de vidro vedado no vcuo, com um gs
sobre baixa presso e submetido a um campo magntico externo. Ampola
de crookes
4. Antoine Henri Becquerel (1852-1908) Ele passou a trabalhar
com materiais fluorescentes, para descobrir se eles tambm emitiam
raios X. Porm, o que ele acabou descobrindo, em 1896, foi que os
minrios com os quais ele estava trabalhando, que eram o sulfato
duplo de potssio e a uranila di-hidratada (K2UO2(SO4)2 , conseguiam
impressionar um filme fotogrfico na ausncia de luz solar, sem
precisar estar fluorescente. Concluindo que essa propriedade no era
equivalente aos raios X de Rentgen.
5. Pierre Curie (1859-1906) e sua esposa Marie Curie
(1867-1934). O casal descobriu que essa propriedade era
caracterstica no s da uranila, mas de todos os compostos que tinham
em sua constituio o elemento urnio. Dessa forma, soube-se que o
urnio era um elemento que espontaneamente emite radiao.
Incessantemente o casal estudou as propriedades do urnio e juntos
acabaram por descobrir outros elementos muito mais radioativos.
Esses elementos foram denominados de polnio e o rdio. E a essas
propriedades denominaram de radioatividade.
6. O QUE RADIOATIVIDADE ?
7. Ernest Rutherford (1871-1937) Ele descobriu que quando as
radiaes emitidas por um material radioativo so submetidas a um
campo eletromagntico externo, consegue-se trs emisses radioativas
diferentes que foram designadas pelas letras gregas: alfa () beta
() gama ()
8. NCLEO INSTVEL NCLEO ESTAVEL Partculas ou radiao
9. Partcula alfa (): concluiu-se que era de massa elevada e de
carga positiva, pois se desviava no sentido da placa carregada
negativamente. As partculas alfa so compostas de dois prtons e dois
nutrons. Como os prtons so positivos e os nutrons no tm carga, essa
partcula positiva. 1 LEI DA RADIOATIVIDADE OU LEI DE SODDY: Quando
um ncleo emite uma partcula (), seu numero atmico diminui de duas
unidades e seu nmero de massa diminui de quatro unidades. Partcula
alfa ()
10. Partculas beta (): como se desviaram no sentido da placa
carregada positivamente, foram consideradas como partculas
negativas. Sua carga negativa porque a radiao beta na verdade um
eltron expulso pelo ncleo. Como assim professor, um eltron atirado
do ncleo?????? Partcula beta ()
11. 2 LEI DA RADIOATIVIDADE OU LEI DE SODDY-FAJANS-RUSSEL
Quando um ncleo emite uma partcula () , seu nmero atmico aumenta de
uma unidade e seu nmero de massa no se altera.
12. Ao contrario das radiaes alfa e beta, que so constitudas
por partculas, a radiao gama e formada por ondas eletromagnticas
emitidas por ncleos instveis logo em seguida a emisso alfa e beta.
As emisses gama no so partculas, mais ondas eletromagnticas
semelhantes luz, porem com comprimento de onda muitssimo menor,
possuindo um teor de energia grande podendo at superar os raios x.
As emisses gama (): como no apresentaram desvio nenhum, concluiu-se
que essa emisso neutra, isto , no possui carga eltrica.
13. PODER DE PENETRAO
14. PROPRIEDADES DAS EMISSES RADIOATIVAS Os principais efeitos
provocados pelas emisses radioativas so: Efeitos Qumicos. Efeitos
Trmicos. Efeitos luminosos. Efeitos Eltricos. Efeitos
Fisiolgicos.
15. PERIGOS E ACIDENTES NUCLEARES O grande perigo das radiaes
nucleares esta aonde? Conseqncia da alta exposio a radiao. Alterao
gentica
16. ALGUNS FATORES REFERENTES A EXPOSIO QUE PRECISO SER
CONSIDERADOS. 1) TIPO DE RADIAO 2) VELOCIDADE DE DESINTEGRAO 3)
ENERGIA DAS PARTICULAS EMITIDAS 4) TEMPO DE EXPOSIO S RADIAES
17. ACIDENTE DE THREE-MILE ISLAND
18. ACIDENTE DE CHERNOBYL
19. ACIDENTE DE GOINIA
20. DEVAIR ROBERTO
21. NIVEIS DOS ACIDENTES
22. BENEFCIOS DA RADIOATIVIDADE TECNECIO 99 UTILIZADO NA
(CINTILOGRAFIA) RADIOTERAPIA AGRICULTURA INDUSTRIA RAIO-X
23. Cintica dos decaimentos radioativos Tempo de meia vida ou
Perodo de semidesintegrao (T1/2 ou P). A meia vida de um elemento
radioativo o intervalo de tempo em que uma amostra deste elemento
se reduz metade. Este intervalo de tempo tambm chamado de perodo de
semidesintegrao.
24. Tempo de meia vida do Mrio m0 m0 m0 m0 (massa inicial) 2 4
8 T1/2 T1/2 T1/2 etc. ...
25. A meia-vida no depende da quantidade da amostra, nem da
temperatura, nem da presso. Cada elemento radioativo, seja natural
ou obtido artificialmente, se transmuta (se desintegra ou decai) a
uma velocidade que lhe caracterstica. A atividade de uma amostra
radioativa proporcional ao nmero de tomos da amostra. Tempo de
meia-vida
26. Alguns exemplos de valores de Tempo de meia-vida
27. Transmutao Nuclear Transmutao nuclear a transformao de um
nucldeo em outro, provocada pelo bombardeamento com uma
partcula.
28. Em 1932, o ingls James Chadwick descobriu o nutron ao
bombardear o Berlio-9 com partculas alfa. James Chadwick
(1891-1974)
29. O que seria Transmutao natural e Transmutao artificial
Transmutao Natural quando se tem um elemento qumico radiativo que
emite espontaneamente uma radiao e se transforma em outro.
Transmutao Artificial ocorre quando um elemento qumico radioativo
bombardeado por partculas (alfa, beta, prton, nutron).
30. Elementos artificiais Os elementos qumicos que possuem o
numero atmico maior que o do Uranio Z > 92. Dos elementos que
possuem nmero atmico menor que do Urnio (Z 92, bombardeando o urnio
com nutrons. Em janeiro de 1939, os alemes Otto Hahn e Fritz
Strassman anunciaram a presena de brio, lantnio e criptnio numa
amostra de urnio bombardeada com nutrons.
36. Enrico Fermi (1901 - 1954) Otto Hahn (1879 -1968) Fritz
Strassmann (1902 1980) Lise Meitner ( 1878- 1968) Otto Frisch (
1904 - 1979
37. Essa reao chamada de fisso (quebra) nuclear. A quebra de um
tomo de urnio-235 produz 3 nutrons, que iro quebrar outros tomos de
urnio vizinhos, e assim sucessivamente, dando origem a uma reao em
cadeia. Essa hiptese pode ser representada pelo seguinte
esquema:
38. Esta reao em cadeia libera uma quantidade enorme de energia
e o princpio de funcionamento das bombas atmicas e dos reatores
nucleares usados atualmente. Sendo assim, define-se:
39. Fisso nuclear o processo de quebra dos ncleos grandes em
ncleos menores, liberando uma grande quantidade de energia. A
energia liberada na reao de fisso do Urnio-235 muito grande, muito
maior do que aquela envolvida em reaes qumicas como, por
exemplo,uma combusto.
40. O DESENVOLVIMENTO DA FISSO NUCLEAR Projeto Manhattan: Plano
secreto de construir a bomba atmica. O trabalho inicial do Projeto
Manhattan foi a construo do primeiro reator nuclear existente no
mundo. Ele foi construdo, secretamente, numa quadra de squash da
Universidade de Chicago e consistia em um empilhamento de 40
toneladas de urnio natural e 385 toneladas de grafite, usada como
moderador. Em 2 de dezembro de 1942, esse reator foi acionado pela
primeira vez, marcando o incio da era nuclear.
41. Foram montadas as primeiras bombas atmicas que deram origem
tanto detonao experimental de Alamogordo (16 de julho de 1945) como
s exploses sobre Hiroshima e Nagasaki (6 e 9 de agosto de 1945),
que puseram fim Segunda Guerra Mundial.
42. 2. A produo do urnio O urnio, encontrado na natureza sob a
forma de dixido de urnio (UO2), uma mistura de 99,3% de 238 U e
apenas 0,7% de 235U. Porm, o urnio-235 o nico istopo fssil (ou
fissionvel),existente na natureza em propores significativas. O
urnio-238, que o predominante na natureza, no fssil; pelo contrrio,
ele absorve os nutrons, transformando-se em plutnio: Como feita,
ento, a produo do urnio-235 destinado aos reatores e s bombas
atmicas?
43. necessrio um novo tratamento para separar o istopo fssil do
istopo no-fssil. Este tratamento conhecido como enriquecimento do
urnio. Um dos processos para realiz-lo consiste em transformar o
dixido de urnio no gs hexafluoreto de urnio (UF6) e fazer este gs
difundir-se por placas porosas. Com isso, consegue-se separar o
(U235F6) do (U238F6). Em seguida, o gs hexafluoreto de urnio
enriquecido volta a ser convertido em dixido de urnio. Este xido o
que constituir finalmente o combustvel nuclear.
44. 3. Como funciona a Bomba atmica. A reao em cadeia da fisso
nuclear s conseguir se manter se a massa do material fssil for
superior a um certo valor caracterstico chamado de massa crtica. A
Massa Crtica de um material fissionvel a quantidade necessria para
manter uma reao nuclear em cadeia auto-sustentada.
45. 4. Reatores atmicos ou nucleares Um reator atmico , em
princpio, uma bomba atmica funcionando devagar. A verso moderna do
reator de Fermi so as usinas nucleares, ou termo- nucleares, nas
quais a fisso nuclear ocorre de modo controlado e a energia
liberada aproveitada para a produo de energia eltrica. A primeira
usina tomo-eltrica brasileira est situada na Praia de Itaorna, em
Angra dos Reis, Rio de Janeiro.
46. Usina Angra I, No Estado do Rio de Janeiro.
47. Usina Angra II, No Estado do Rio de Janeiro.
48. Angra 3 ser a terceira usina da Central Nuclear Almirante
lvaro Alberto (CNAAA), localizada na praia de Itaorna, em Angra dos
Reis (RJ).
49. A produo da energia eltrica pelos reatores nucleares
interessante, pois, comparando, podemos dizer que: 1 g de carvo
produz energia suficiente para manter acesa uma lmpada de 200W
durante 1 min; 1 g de urnio produz energia para iluminar uma cidade
de 500.000 habitantes, durante 1 h.
50. 5. Lixo nuclear Nos produtos da fisso do Urnio-235 j foram
identificados mais de duzentos istopos pertencentes a 35 elementos
diferentes. Muitos deles emitem , e , representando um risco
populao e necessitando, portanto, ser armazenados em recipientes de
chumbo e/ou concreto e guardados em locais seguros por tempo
suficiente para que a radiao caia a nveis no prejudiciais. Dentre
os muitos nucldeos presentes no lixo nuclear, podemos destacar trs
bastante perigosos para o ser humano: Estrncio-90, Iodo-131 e
Csio-137.
51. Fuso nuclear a juno de ncleos pequenos em ncleos maiores,e
liberando uma quantidade muito grande de energia. So reaes desse
tipo que ocorrem no Sol e nas estrelas, o que explica a quantidade
imensa de energia que liberada por esses astros. No sol, bem como
outras estrelas, est ocorrendo um processo chamado de fuso nuclear.
O que Fuso?
52. Para ocorrer fuso nuclear necessria uma temperatura muito
elevada, pelo menos da ordem de 10 milhes de graus celsius.
53. Uma das reaes que acontecem no sol : O sol uma imensa bola
de hidrognio onde a temperatura suficiente para que ocorra a fuso
dos tomos de hidrognio, formando tomos mais pesados e liberando a
energia que chega at ns na forma de luz e calor.
54. Na Terra, as reaes de fuso nuclear s foram conseguidas nas
bombas de hidrognio (Bomba H). A primeira bomba de hidrognio foi
construda sob orientao do fsico hngaro Edward Teller (1908- 2003) e
explodiu em 1952. O esquema simplificado dessa bomba :
55. Dentro da bomba de hidrognio, explode uma bomba atmica que
produz a temperatura necessria para a fuso nuclear; ou seja, a
bomba atmica funciona como espoleta da bomba de hidrognio. Desse
modo, consegue-se produzir exploses.
56. At hoje no se conseguiu controlar a fuso nuclear de modo a
se construir um tipo de reator baseado em reaes desse tipo. h
grande dificuldade em se obter temperaturas elevadssimas. como
tambm dificlimo encontrar um recipiente que suporte tais
temperaturas.