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Prof. Edson Cruz PRINCIPAIS PARTÍCULAS QUE PODEM SER EMITIDAS DE NÚCLEOS INSTÁVEIS E SUAS RESPECTIVAS LEIS Alfa = 2α 4 Beta = -1β 0 Gama = 0γ 0 Próton = 1p 1 Deutério = 1d 2 Nêutron = 0n 1 Pósitron = +1β 0 Quando emitidas também chamamos de decaimento radioativo EMISSÕES ALFA ( ) São partículas constituídas por e (núcleos de hélio), que são jogados, em alta velocidade, para fora de um núcleo instável. As partículas alfa possuem carga elétrica + 2, devido aos prótons, e massa igual a 4. Sua velocidade é de aproximadamente 30.000km/s; Baixo poder de penetração; Detido por menos de 10cm de ar; Não passa pela pele humana; Podem ser detidas por uma folha de papel; 2α 4 Representação da partícula alfa EM 1911, FREDERICK SODDY ENUNCIOU A 1ª LEI DA RADIOATIVIDADE OU LEI DE ALFA EMISSORES “Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu número atômico DIMINUI DE DUAS UNIDADES e seu número de massa DIMINUI DE QUATRO UNIDADES” Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e de cargas elétricas nucleares. Outros exemplos: ZX A 2α 4 + Z-2Y A-4 92U 238 2α 4 + 90Th 234 2 α4 = 2He 4 U 92 235 2 α 4 + Th 90 231 EMISSÕES BETA ( ) São constituídas por ELÉTRONS atirados, em altíssima velocidade, para fora de um núcleo instável. A velocidade de deslocamento é 290.000 km/s; Alto poder de penetração (100 vezes mais penetrante que a partícula alfa); Deslocamento por 1 metro de ar; Placa de chumbo de 2mm para deter; Penetram 2cm no corpo humano; Como não existe elétron no núcleo, ele é formado a partir de um nêutron de acordo com o esquema: 0 n 1 +1 p 1 + -1 e 0 + 0 ɳ 0 -1e 0 = -1β 0 -1 0 Representação da partícula beta SODDY, FAJANS, RUSSELL ENUNCIARAM A 2ª LEI DA RADIOATIVIDADE OU LEI DE BETA EMISSORES Quando um núcleo emite uma partícula beta, seu número atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa permanece inalterado. Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e de cargas elétricas nucleares. Bi 83 210 -1 β 0 + Po 84 210 ZX A -1β 0 + Z+1Y A 55Cs 137 -1β 0 + 56Ba 137 Outros exemplos: EMISSÕES GAMA ( ) É uma radiação eletromagnética como o raio X mudando o comprimento de onda; raio X comprimento de onda entre 10-10 e 10-8 m. raio γ comprimento de onda abaixo de 10-11m. Não é afetada por campos elétricos ou magnéticos; Velocidade igual a da luz 300.000km/s; Altíssimo poder de penetração; Atravessa milhares de metros de ar; São necessários 5 cm de chumbo ou concreto para se proteger; São utilizadas no combate ao câncer e esterilização de alimentos; A emissão gama costuma ocorrer simultaneamente com as emissões alfa e beta. 0 0 Representação da partícula gama 1. (CESGRANRIO) O núcleo atômico de alguns elementos é bastante instável e sofre processos radioativos para remover sua instabilidade. Sobre os três tipos de radiação α, β e γ, podemos dizer que: Ao emitir radiação α, um núcleo tem seu número de massa aumentado. Ao emitir radiação β, um núcleo tem seu número de massa inalterado. A radiação γ é constituída por núcleos de átomos de hélio. Ao emitir radiação α, um núcleo não sofre alteração em sua massa. Ao emitir radiação β, um núcleo tem seu número atômico aumentado em uma unidade. 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 2. Quando um átomo emite uma partícula “alfa” e, em seguida, duas partículas beta, os átomos inicial e final: a) Têm o mesmo número de massa. b) São isótopos radioativos. c) Não ocupam o mesmo lugar na tabela periódica. d) Possuem números atômicos diferentes. e) São isóbaros radioativos. Y Z A 2 α 4 + 2 -1 β 0 + X Z′ A′ A = 4 + A’ Z = 2 – 2 + Z’ Z = Z’ Têm mesmo número atômico e diferentes números de massa, então, são ISÓTOPOS. 3. Ao se desintegrar, o átomo Rn 86 222 emite 3 partículas alfa e 4 partículas beta. O nº atômico e o nº de massa do átomo final são, respectivamente: a) 84 e 210. b) 210 e 84. c) 82 e 210. d) 210 e 82. e) 86 e 208. Rn 86 222 3 2 α 4 + 4 -1 β 0 + X Z A 86 = 3 x 2 + 4 x (– 1) + Z 86 = 6 – 4 + Z Z = 86 – 2 Z = 84 222 = 3 x 4 + 4 x 0 + A 222 = 12 + A 222 – 12 = A A = 210 5. Na família radioativa natural do tório, parte-se do tório, 90Th 232, e chega-se no 82Pb 208. Os números de partículas alfa e beta emitidas no processo são, respectivamente: a) 1 e 1. b) 4 e 6. c) 6 e 4. d) 12 e 16. e) 16 e 12. Th 90 232 x 2 α 4 + y -1 β 0 + Pb 82 208 232 = 4 x x + 208 4 x x = 232 – 208 4 x x = 24 x = 24 : 4 x = 6 partículas alfa 90 = 2 x 6 – y + 82 90 = 12 – y + 82 y = 94 – 90 y = 4 partículas beta 6. (UFF – RJ ) Dada a série do urânio abaixo representada, assinale e a alternativa que apresenta, respectivamente, o número de nêutrons, prótons e elétrons emitidos na desintegração de um núcleo de 92U 238 até 82Pb 206. a) 32, 32 e 10. b) 16, 16 e 6. c) 10,10 e 5. d) 8, 8 e 6. e) 8, 8 e 5. U 92 238 x 2 α 4 + y -1 β 0 + Pb 82 206 238 = 4 x x + 206 4 x x = 238 – 206 4 x x = 32 x = 32 : 4 x = 8 partículas alfa 92 = 2 x 8 – y + 82 92 = 16 – y + 82 y = 98 – 82 y = 6 partículas beta NÊUTRONS 8 x 2 = 16 PRÓTONS 8 x 2 = 16 ELÉTRONS 6 x 1 = 6 PODER DE PENETRAÇÃO DAS EMISSÕES RADIOATIVAS γ β α Folha de Papel 2 mm de Chumbo 6 cm de Chumbo α < β < γ 1. Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suas respectivas características: Possui alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano. São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível São ondas eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa. São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas leves queimaduras. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) 1, 2, 3, 2. b) 2, 1, 2, 3. c) 1, 3, 1, 2. d) 3, 2, 3, 1. e) 3, 1, 2, 1. ( ) ( ) ( ) ( ) 1. Alfa. 2. Beta. 3. Gama. 3 2 3 1 COMPARANDO AS EMISSÕES ALFA (α) BETA (β) GAMA (γ) 2α 4 ou 2He 4 2 prótons + 2 nêutrons 5 a 10% de c 1 10 000 -1e 0 ou -1β 0 Elétron 40 a 90% de c 100 100 Onda eletromagnética de alta energia 100% de c 10 000 1
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