RADIOATIVIDADE

 Fatos Importantes sobre a Radioatividade

 

Muitas pessoas temem a radioatividade por causa de acidentes. Entretanto, o estudo da radioatividade permitiu muitas contribuições para a humanidade, por exemplo, a radioterapia.

 

Precursor da radioatividade

·  Ao estudar raios catódicos, o físico alemão Wilhelm Roentgen, notou que eles liberavam ondas eletromagnéticas quando chocados contra vidros e metais.

·  Mais tarde, foi descoberto que as ondas eletromagnéticas não apresentavam massa e nem carga elétrica.

o Chamaram essas ondas de raio X.

 

Nascimento da radiotividade

·  Em 1896, o físico francês Henri Becquerel, deixou uma porção de um sal de urânio (U) em cima de um negativo de filme. Ele percebeu que isso gerou uma atividade radioativa.

·  Tempos depois, foi descoberto que tal atividade ocorria não apenas em papel preto, mas também em lâminas metálicas.

·  Na verdade, Becquerel não sabia que era radiatividade, mas percebeu que o sal de urânio tinha um comportamento parecido com o raio X.

 

 

Natureza atômica

·  A cientista polonesa Marie Curie trabalhava no laboratório de Becquerel.

·  Dando sequência nos estudos dele, desenvolveu mais trabalhos relacionados à radioatividade, junto a seu marido, Pierre Curie.

·  Em 1897, Marie Curie concluiu que a radioatividade é um fenômeno atômico, pois a radiação aumentava na proporção que aumentava a quantidade de urânio (U).

 

Marie Curie

·  Os estudos de Marie Curie foram fundamentais para o desenvolvimento e o conhecimento da radioatividade para a química moderna.

·  Foi ela quem descobriu os elementos polônio (Po) e rádio (Ra) em 1989.

 

Emissões Radioativas

As emissões radioativas foram estudadas por Roentgen, Becquerel e Curie. Porém, quem as descobriu foi Rutherford.

 

Experimento de Rutherford

·  Ernest Rutherford, físico neozelandês, fez um experimento para analisar a influência de campos elétricos em radiações.

·  Ele colocou uma amostra radioativa em um bloco de chumbo com um único orifício.

·  A radiação saía pelo orifício e passava entre duas placas metálicas com cargas opostas.

·  A radiação originou três outras ao passar pelas placas metálicas:

o Duas desviaram.

o Uma permaneceu em sua trajetória e não sofreu desvio.

·  Essas três radiações originadas foram chamadas de emissões.

 

Emissões alfa

·  Uma das emissões sofreu desvio da placa positiva para a placa negativa revelando uma carga positiva.

·  Chamaram-na de emissão alfa (α).

·  Posteriormente, concluíram que a partícula alfa é um núcleo do átomo de hélio (He).

o As partículas alfa apresentam dois prótons e dois nêutrons.

o Possuem número atômico igual a 2 e número de massa igual a 4).

·  Apresentam um médio poder ionizante, baixo poder penetrante e 10% da velocidade da luz.

 

Emissões beta

·  Uma das emissões sofreu desvio da placa negativa para a placa positiva revelando uma carga negativa.

·  Chamaram-na de emissão beta (β).

·  Posteriormente, concluíram que as partículas beta são elétrons.

o Possuem número atômico igual a −1 e número de massa igual a 0 (₋₁β⁰).

·  Apresentam baixo poder ionizante, médio poder penetrante e 90% da velocidade da luz.

 

 

 

Emissões gama

·  Uma das emissões não sofreu desvio em sua trajetória, revelando uma carga elétrica neutra.

·  Chamaram-na de emissão gama (&gama;).

·  Posteriormente, concluíram que a emissão gama é uma onda eletromagnética de alta energia.

o Apresentam alto poder ionizante, alto poder penetrante e se movimentam à velocidade da luz (a luz também é de uma onda eletromagnética).

 

Emissões e desintegrações

·  Os núcleos atômicos radioativos (ou instáveis) são transformados em não radioativos (ou estáveis) durante as emissões.

·  O núcleo radioativo emissor vai se desintegrando a cada emissão e originando outro núcleo com menos instabilidade, até resultar em um núcleo estável.

·  Desintegrações em sequência originam as séries radioativas.

 

  

Leis Radioativas

As leis radioativas são relacionadas ao comportamento de núcleos radioativos que emitem partículas alfa ou beta.

 

1ª Lei da Radioatividade

·  Também pode ser chamada de Lei de Soddy.

·  Se refere às partículas alfa.

·  Quando um elemento radioativo emite uma partícula alfa, ele se transforma em um outro elemento.

o Seu número de massa agora tem 4 unidades a menos e o número atômico tem duas unidades a menos.

o _ZX^A → ₂α⁴ + Z₋₂Y^A−4

·  Exemplo (imagem): transformação do urânio (U) em tório (Th).

 

2ª Lei da Radioatividade

·  Chamada de 2ª Lei de Soddy ou Lei de Soddy-Fajans-Russel.

·  Se refere a partículas beta.

·  Quando um elemento radioativo emite uma partícula beta, ele se torna um novo elemento, com número atômico com uma unidade a mais.

o Seu número de massa permanece o mesmo.

o _ZX^A → ₋₁α⁰ + _Z+1Y^A

·  Exemplo (imagem): transformação do carbono 14 (C) em nitrogênio (N).

Séries Radioativas

Também chamadas de famílias radioativas, as séries radioativas são a sequência de núcleos radioativos originados por sucessivas desintegrações, até chegar ao núcleo de chumbo (Pb).

 

Série radioativa natural

·  Chamada também de série ou família de desintegração radioativa natural.

·  Há no total três séries radioativas naturais.

o Série do Tório 232, Série do Urânio 238 e Série do Urânio 235.

·  Os primeiros elementos de cada uma das séries são os elementos pai ou núcleos pai.

·  Os elementos no restante da série são os elementos filhos ou núcleos filhos.

 

Como determinar uma série

·  Pegamos o isótopo radioativo e dividimos seu número de massa (A) por 4.

o Se o resultado for exato, o isótopo pertence à Série do Tório 232.

o Se o resultado possuir resto 2, o isótopo pertence à Série do Urânio 238.

o Se o resultado possuir resto 3, o isótopo pertence à Série do Urânio 235.

 

Série radioativa artificial

·  Reatores nucleares e aceleradores de partículas conseguem produzir núcleos radioativos a partir de núcleos estáveis.

o Essas são as séries radioativas artificiais.

·  Tais séries se comportam igual às naturais. A única diferença é que o elemento pai é um núcleo artificial.

Veja a seguir a série completa do tório:

 As séries do urânio e do actícnio são ainda mais longas que essa do tório. A mais importante delas é a do urânio 235, ou do actínio, pois o urânio 235 é um dos principais isótopos utilizados como combustível em usinas nucleares e na fabricação de armas atômicas."

 

Transmutação Artificial

São transformações sofridas por um átomo radioativo durante uma reação nuclear.

 

Bombardeio de núcleos estáveis

·  Ao serem bombardeados com partículas, os núcleos estáveis (ou não radioativos) se transformam em ser núcleos instáveis ou radioativos.

o Em outras palavras, acontece uma transmutação artificial.

·  As partículas utilizadas nesses bombardeios podem ser as alfa, os prótons, os nêutrons, entre outras.

 

Rutherford

·  O cientista Rutherford fez a primeira transmutação artificial, em 1919.

·  Ele bombardeou átomos de nitrogênio (N) com partículas alfas e verificou que foram gerados átomos de oxigênio 17 com 1 próton a menos (imagem).

 

Chadwick

·  Em 1932, o físico inglês James Chadwick descobriu o nêutron a partir da transmutação artificial.

Chadwick bombardeou átomos de berílio (Be) com partículas alfa e verificou que foram gerados átomos de carbono (C) e também nêutrons (partículas com massa mas sem carga).

Bons Estudos e Um mol de abraços!