Radioatividade e Energia Nuclear

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Radioatividade
 e
Energia Nuclear
Prof. Medeiros
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Breve Histórico
 Em 1895, Wilhem Röntgen descobriu os raios X, que eram úteis mas misteriosos.
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Breve Histórico
 A descoberta da radioatividade ocorreu, casualmente, por Henri Becquerel, em 1896, ao estudar as impressões feitas em papel fotográfico por sais de urânio, quando eram expostos à luz solar.
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Breve Histórico
 Os estudos do casal Pierre e Marie Curie, após a descoberta de Becquerel, levaram à descoberta do polônio e do rádio, sendo este muito mais ativo que o urânio.
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Breve Histórico
 Entre 1898 e 1900, Ernst Rutherford e Paul Villard descobriram que a emissão radioativa pode ser de 3 tipos.
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O Átomo e seu Núcleo
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Os Q	uarks
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Interações Fundamentais da Matéria
 Forças :
Gravitacional 
Eletromagnética 
Nuclear fraca 
Nuclear forte 
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Aceleradores de Partículas
CERN , em Genebra (Suíça) 
O anel externo tem um diâmetro de 6 km
 
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Aceleradores de Partículas
FERMILAB, em Chicago(EUA)
O anel externo tem um diâmetro de 
6,3 km
 
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Aceleradores : como funcionam
 
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Detectores
 
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A Descoberta do Quark Top(1995)
 
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O que é Radioatividade ?
 É o fenômeno em que um núcleo instável emite espontaneamente entidades (partículas, ondas), transformando-se em outro núcleo mais estável. 
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Outros Conceitos
 A reação nuclear é denominada decomposição radioativa ou decaimento. 
 
 As entidades emitidas pelo núcleo são denominadas de radiações. 
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Características
O fenômeno da radioatividade é exclusivamente nuclear. 
Ele não é afetado por nenhum fator, físico ou químico.
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Tipos de Radiação
 
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A Radiação Alfa
2 prótons 
 + 
2 nêutrons 
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A Radiação Beta
 1 elétron
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A Radiação Beta
 Hipótese de Fermi 
 
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A Radiação Gama
radiação eletromagnética 
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ESPECTRO
E L E T ROMAGN E T I CO 
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 Poder de Penetração
   
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 Poder de Ionização
    
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Radiações : resumo
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Leis da Radioatividade
1a Lei (Soddy) 
2a Lei (Soddy, Fajans e Russel)
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Medindo a Radioatividade
Contador de Geiger-Müller 
A radiação entra no tubo e produz ionização das moléculas gasosas, gerando uma corrente elétrica, cuja intensidade é registrada.
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Medindo a Radioatividade
Contador de Geiger-Müller 
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A Radioatividade do Cotidiano
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A Radioatividade do Cotidiano
Energia solar: 
11 mrem por ano 
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A Radioatividade do Cotidiano
Área num raio de 1 km de uma usina nuclear: 5 mrem por ano 
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Meia-vida
Tempo necessário para que a atividade radioativa de uma amostra seja reduzida à metade da atividade inicial. 
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Meia-vida
Tempo necessário para que a atividade radioativa de uma amostra seja reduzida à metade da atividade inicial. 
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Fissão Nuclear
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Fissão Nuclear: a Reação em Cadeia
                                                                          
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Fissão Nuclear
n + 235U ® 141Ba + 92Kr + 3(4) n + ~200 MeV
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Energia Liberada
A fissão completa de 1kg de 235U libera aproximadamente 8 x 1013 joules, suficiente para ferver 270 milhões de litros de água.
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O Lado Bom
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Controle da Fissão nos Reatores
A reação acontece dentro de varetas que compõem o elemento combustível. Dentro dele há também barras de controle - feitas de material que absorve nêutrons, controlando o processo. Quando as barras "entram totalmente" no elemento combustível, o reator pára; quando saem, ele é ativado. 
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A Usina de Angra I
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O Lado Ruim
Em Chernobyl, em 1986, reator explodiu durante operação de manutenção dos equipamentos da usina. 
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O Lado Ruim
Bomba A- 1945
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Fusão Nuclear
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Fusão Nuclear
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Energia Liberada
A fusão completa de 1 kg de deutério na reação 
2H + 2H ® 3H + n 
libera aproximadamente 1014 joules. 
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O Lado Bom
O Sol é um grande reator de fusão nuclear 
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O Lado Ruim
Bomba H - 1952 
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Irradiação e Contaminação
Irradiação é a exposição de um objeto ou um corpo à radiação, o que pode ocorrer à distância, sem necessidade de contato. 
Irradiar não significa contaminar. 
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Irradiação e Contaminação
Contaminação, radioativa ou não, caracteriza-se pela presença indesejável de um material em local onde não deveria estar.
No caso de materiais radioativos, a contaminação gera irradiações. Para descontaminar um local, retira-se o material contaminante. 
IRRADIAÇÃO NÃO CONTAMINA, MAS CONTAMINAÇÃO IRRADIA.
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Por que a radiação provoca danos biológicos?
Quando exposta à radiação a molécula de água, presente no líquido puro ou fazendo parte dos tecidos vivos, absorve energia e forma radicais livres. 
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Aplicações da Radioatividade
Alimentos 
Irradiados
 
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Aplicações da Radioatividade
Radioterapia
 
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Aplicações da Radioatividade
 
 
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Um Grande Problema
 
 
O LIXO ATÔMICO
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Séries Radioativas Naturais
 
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