Física dos Radionuclídeos e Radioatividade

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Professora Michelle Porto Marassi 
FÍSICA DOS 
RADIONUCLÍDEOS 
1.RADIOATIVIDADE 
 Definição 
Consiste na emissão espontânea de partículas ou energia 
pelo núcleo de um átomo 
 Radiações 
▪ Excitantes 
▪ Ionizantes 
▪ Corpusculares (α, β, nêutrons) - partículas 
▪ Eletromagnéticas (γ, raio X) - energia 
A radioatividade existe em átomos naturais e átomos 
preparados artificialmente 
 Átomo: núcleo e órbitas 
Prótons, nêutrons, 
negatron e positron 
elétrons 
X 
A 
Z 
2.NOMENCLATURA 
▪ Diferentes estados: 
- fundamental 
- ionizado 
- excitado 
- metaestável 
 Isótopos: mesmo número de prótons e diferentes números de 
 nêutrons 
▪ Duas classes: 
- estáveis (não se modificam espontaneamente) 
- instáveis (emitem espontaneamente partículas ou energia pelo núcleo) 
Radioisótopos ou Radionuclídeos ou Radioelementos 
Exemplos de isótopos 
 Isômeros: mesmo número de prótons e nêutrons, e diferem no 
conteúdo de energia do núcleo 
▪ Dois estados: 
- metaestável (com excesso de energia) 
- fundamental (após emissão da energia) 
Alguns isômeros 
3.INSTABILIDADE NUCLEAR 
 Forças nucleares 
- força forte 
- força fraca (envolvida na radioatividade) 
Prótons são mantidos juntos com os nêutrons, devido ao 
equilíbrio entre a força eletromagnética de repulsão entre eles 
e a força de atração nuclear – “interação ou força forte” 
 Relação próton/nêutron 
* Equilíbrio entre as forças de repulsão e as de atração no núcleo atômico 
Equilíbrio quebrado → núcleo muito energético se torna instável → 
conforme a termodinâmica → o núcleo emite uma considerável quantidade 
de energia na forma de partículas aceleradas ou de onda eletromagnética 
Fenômeno da radioatividade 
4.EMISSÃO ALFA (α) 
 Configuração 
α 
4 
2 
Partícula constituída de 2 prótons e 2 nêutrons 
(idêntica ao núcleo de hélio) 
 Emissão por núcleos pesados 
- A > 150 
O átomo transforma-se em outro elemento mais leve 
9 
X 
5 
4 
2 
5 
3 
226 
Ra → 88 
222 
Rn 86 
4 
α + 
2 
Exemplo: 
Rádio Radônio 
 Alcance pequeno 
- Penetração limitada 
- Alta ionização (remoção de elétrons) em distâncias curtas 
- Blindagem por papel ou papelão, e camadas mais superficiais da pele 
- Velocidade = 0,1.c 
 Trajetória retilínea 
Interação forte com a matéria 
- Em razão de sua massa e carga, interage fortemente 
- Colide e perde energia rapidamente 
5.EMISSÃO BETA (β) 
 Emissão por núcleos de massa intermediária e leves 
Partícula com a massa do elétron que pode ser negativa 
(negatron) ou positiva (positron) 
- Excesso de nêutrons → β- 
Um nêutron se transforma em um próton 
Carbono (14/6) Nitrogênio (14/7) 
- Excesso de prótons → β+ 
Um próton se transforma em um nêutron 
Sódio (22/11) Neon (22/10) 
 Alcance maior que a alfa 
- Penetração maior 
- Blindagem por folha de alumínio, e camadas seminal da pele 
- Velocidade = 0,99.c 
 Trajetória cheia de desvios devido aos choques com a matéria 
Interação menos forte com a matéria 
-Por serem menores, reduz-se a probabilidade de se chocarem 
6.EMISSÃO GAMA (γ) 
 Ocorre quase sempre depois da emissão de alfa ou beta 
É energia eletromagnética, e portanto, sem carga elétrica 
Etapa de culminação da busca do núcleo pela estabilidade 
 Alcance elevado 
- Grande poder de penetração, bem maior que o das outras duas 
- Blindagem difícil (chumbo), e atravessa facilmente o corpo humano 
- Velocidade da luz que, no vácuo, é de 3000.000Km/s 
 Trajetória sinuosa 
Interação bem pequena com a matéria 
- Por serem menores, reduz-se a probabilidade de se chocarem 
* Alcance das radiações para alguns materiais 
* Poder de penetração das três emissões radioativas 
7.DECAIMENTO RADIOATIVO 
 Novos átomos radioativos que vão se formando decaem até 
alcançarem uma configuração estável 
É a diminuição da radioatividade com o passar do tempo 
Para definir o tempo de decaimento convencionou-se 
especificar a MEIA VIDA de um radioelemento 
“ É o tempo que decorre para a 
radioatividade cair à metade ” 
FIM