AULÃO DE RADIOATIVIDADE !

 1. Radioatividade: fenômeno exclusivamente nuclear. Núcleos atômicos INSTÁVEIS emitem radiações buscando a estabilização. A radioatividade é NATURAL quando ocorre na natureza. É ARTIFICIAL ou INDUZIDA quando provocada pelo homem (Laboratório de Física Nuclear). De Z=1 a Z=83: núcleos estáveis e instáveis; Z>83 todos são instáveis.

2. A Radioatividade Natural foi descoberta acidentalmente por HENRI BECQUEREL (França). Foi estudada intensamente pelo   e por Rutherford, Geiger, Mardsen, Soddy, Fajjans, Russel, etc. 

 O casal Curie descobriu os elementos Rádio e Polônio; apontaram o Urânio como o emissor de radiação na Pechblenda. Rutherford sugeriu os nomes alfa, beta e gama para as três radiações naturais descobertas pelo casal.

3. As radiações naturais (radioatividade natural): alfa (₂α⁴) é corpuscular, tem carga positiva (+2) e número de massa 4 (2 prótons + 2 nêutrons). É idêntica ao núcleo de hélio (₂He⁴).

Tem baixo poder de penetração, alto poder de ionizante (contador GEIGER) e velocidade inicial=20000Km/s. A radiação beta (_-1β⁰ ou _-1e⁰) é corpuscular, com massa igual à do elétron. É quase 8000 vezes mais leve que a alfa, mais penetrante que alfa e menos ionizante. Tem velocidade inicial = 290000km/s. A radiação gama (γ) não tem massa e nem carga. São ondas de pequeno comprimento, menor que o dos raios X. É a mais perigosa (penetrante). Sempre acompanha α e β. Velocidade=300.000 Km/s.

4. As Leis da Radioatividade: 1^a lei (SODDY) — Quando um radioisótopo emite alfa,

  Z diminui 2 unidades e A diminui 4 unidades. 

  

 2^a lei (SODDY – FAJJANS - RUSSEL) — quando um radioisótopo emite beta, Z aumenta 1 unidade e A não se altera .

5. Reações Nucleares: não são reações químicas (onde os elementos se conservam) e nem processos físicos (onde as substâncias se conservam). Numa reação nuclear “morre” um elemento e “nasce” pelo menos outro elemento. A soma dos índices inferiores no 1^o membro é igual à do 2^o membro. A mesma coisa para os “expoentes”.

6. Energia de Ligação Nuclear: Quando um núcleo se forma a partir de prótons e nêutrons há uma perda de massa Δm. A massa perdida é convertida em energia (E = ΔM.C² ) que é liberada para o ambiente (energia nuclear). Quanto maior a energia liberada mais ligados estão os núcleons.

7. Cinética da Desintegração Radioativa: estudo da velocidade de emissão de radiações (α e β). A velocidade só depende do radioisótopo e da sua quantidade de átomos. Para um dado radioisótopo, de constante radioativa k, a velocidade é V = K.N, onde N é o n^o de átomos.

 Os gráficos mostram as curvas de decaimento radioativo. À medida que o tempo passa m, N e v diminuem.

8. Constante Radioativa (k), Meia-Vida e Vida-Média (V.M.).

 k: fração do n^o de átomos desintegrados na unidade de tempo.

Cada radioisótopo tem um valor específico de k.

Meia-vida: é o tempo necessário para que metade dos átomos sofra desintegração.

9. Radioatividade Artificial: descoberta pelo casal Fredéric/Irene Joliot-Curie (1934) após realizar uma reação nuclear artificial. O produto obtido emitia radiação.

A 1^a transmutação (reação nuclear) artificial foi realizada em 1919 por Rutherford

 Em 1932, Chadwick confirmou a existência do nêutron com uma reação nuclear artificial                                

10. Não confundir transmutação artificial com radioatividade artificial. O último fenômeno só existe quando, ao ocorrer o primeiro, o produto obtido emite radiação.

11. Fissão e Fusão Nucleares: a fissão é a quebra de um núcleo atômico relativamente grande (U-235 ou Pu -239) ao ser atingido por nêutrons. O núcleo se parte em núcleos menores produzindo ainda 2 a 3 nêutrons por cada um inicial, e libera considerável quantidade de energia.

 Os nêutrons produzidos (rápidos) podem colidir com outros núcleos de U-235 e o processo tem continuidade (reação em cadeia). Quando a reação em cadeia é descontrolada tem-se a bomba atômica (de fissão do urânio ou do plutônio).

Sendo controlada, tem-se as usinas ou centrais nucleares. Vantagem dos reatores: produzir eletricidade a partir da energia nuclear; desvantagem: lixo atômico (nuclear) que é material radioativo

 A fusão nuclear é a união de núcleos pequenos (como ₁H¹ e/ou ₁H²) produzindo núcleo maior (₂He⁴). O processo exige altíssimas temperaturas para iniciar. Libera mais energia que o da fissão. Não produz lixo nuclear. A bomba de hidrogênio e o sol constituem exemplos de fusões nucleares. A energia nuclear da fusão ainda não é controlada pelo homem.

 12. As Famílias Radioativas Naturais: qualquer isótopo radioativo natural pertence a uma das 3 famílias: do Urânio, do Actínio, ou do Tório (U-238; U-235 ou Th-232, respectivamente. Nas emissões sucessivas chega-se sempre a um isótopo estável do chumbo (Pb -206;  Pb -207 e  Pb -208). As famílias radioativas são também chamadas séries radioativas (SUAT chumbo-20; 6/7/8).

Para saber a família do radioisótopo, dividir o seu n^o de massa por 4 e observar o resto: 2 (urânio), 3 (actínio) e 0 (tório).

13. Aplicações Radioativas: Medicina (tratamento do câncer, Co-60); Engenharia (vazões de fluidos, espessuras de chapas, vazamentos, mecanismos de reações, etc); Datação de objetos antigos com C-14.

 14. Curva de Estabilidade Nuclear: gráfico que mostra nas abcissas o n^o atômico Z e nas ordenadas a Energia liberada na formação de um núcleo atômico (E).

 Os núcleos menores são os menos estáveis. Podem, em princípio, realizar a fusão nuclear, alcançando núcleos de massa intermediária (ponto mais alto da curva). Os núcleos maiores podem realizar a fissão nuclear para alcançar as massas de núcleos no topo da curva.