Aula 10 radioatividade

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 Radioatividade
Classificação das radiações:
Dois grandes grupos:
Radiação ionizante Radiação não ionizante
Diferença: 
Energia
Radiação Ionizante:
São radiações que possuem energia suficiente para arrancar
elétrons de um átomo.
• Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons
• Partículas não carregadas: Nêutrons
• Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X
 Radiação Não Ionizante
 Não possuem energia suficiente para arrancar elétrons de um 
átomo
 Podem quebrar moléculas e ligações químicas
 Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser, 
Microondas, Luz visível
 O que é Radioatividade?
 É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitir 
partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveis.
 A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo 
do átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR.
 Rádio-nuclídeo ou radioisótopo é um núcleo emissor de 
radiação.
 A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos de 
números atômicos maiores que 82
 Instabilidade Nuclear
 Número “inadequado” de nêutrons 
 Desbalanço de energia interna do núcleo 
 Busca do estado de menor energia 
 Emissão de energia - radiação
 Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.
 Tipos de Fontes
 Equipamentos emissores de radiação ionizante:
→ Fornecer energia para o funcionamento
 Materiais Radioativos:
→ Naturais ou produzidos artificialmente 
→ Emitem radiação continuamente. 
 Histórico
 1895 - Wilhelm Conrad Röentgen descobre os 
Raios X
 1896 - Henry Becquerel (francês) – estudo de sais 
de urânio 
 1902 - Marie e Pierre Curie descobrem o Rádio.
 Em 1903 Marie, Pierre e Becquerel dividiram o 
Nobel de Física
 Em 1911 Marie recebeu sozinha o Nobel de 
Química pela descoberta do Polônio.
 Experiências de Rutherford
 Tipos e Características das Radiações
 RADIAÇÃO BETA ()
 Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo do átomo -
partícula leve
 Possui uma carga negativa 
 Perde energia para o meio rapidamente - alcance médio (até 
alguns metros no ar) 
 Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade 
de ionizações.
 Radiação Alfa ()
 Partículas com dois prótons e dois nêutrons - partícula pesada 
 Possui duas cargas positivas 
 Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno 
(alguns centímetros no ar) 
 Alto poder de ionização - produção de grande densidade de 
ionizações.
 Radiação de Nêutrons
 Partícula pesada 
 Não possui carga 
 Perde energia para o meio de forma muito variável -
extremamente dependente da energia 
 Produção de ionizações igualmente variável
 Radiação de Pósitron
 Denominação dada ao elétron com carga positiva emitido pelo 
núcleo do átomo - partícula leve 
 Possui uma carga positiva 
 Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meio 
- processo de aniquilação de pares 
 Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade 
de ionizações.
 Radiação Gama ()
 Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos em 
estado excitado de energia 
 Não possui carga 
 Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance 
(centímetros de concreto) 
 Pequeno poder de ionização
 Relação entre Energia e Alcance
 Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula ou onda 
eletromagnética, perde energia nas interações com a matéria 
 Quanto maior a energia da radiação, mais interações é capaz de 
produzir, portanto maior o percurso até ser totalmente freada, ou 
seja, maior o alcance
 Radiação Alfa
 Radiação Beta
Energia Alcance (no ar)
1,0 MeV 0,55 cm
3,0 MeV 1,67 cm
5,0 MeV 3,50 cmEnergia máx Alcance máx (no ar)
18 keV (H-3) < 10 cm
167 keV (S-35) 50 cm
1,71 MeV (P-32) 700 cm
 Decaimento alfa
 Em 1911, Frederick Soddy enunciou a 1ª Lei da Radioatividade
 “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 
U Th+
2
4
90
235
92

231
 Decaimento Beta
 Como não existe elétron no núcleo, ele é formado a partir de um 
nêutron de acordo com o esquema:
nêutron  próton + elétron + neutrino
 O próton permanece no núcleo; o elétron e o neutrino são 
atirados para fora do núcleo
n
1
e+p
0
1
+1
0
– 1
+ h
0
0
 Em 1913 Soddy, Fajans, Russell enunciaram a 2ª lei da 
radioatividade 
 “Quando um núcleo emite uma partícula beta, seu número 
atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa 
permanece inalterado”
Bi Po
84
210
83
210
– 1

0
+
• A emissão de um pósitron é o contrário desta. Um núcleo instável por 
ter um excesso de prótons, converte um próton num nêutron que fica no 
núcleo, sendo emitidos um pósitron e um neutrino.
 Emissão Gama ()
 A emissão gama (γ) resulta de uma libertação de energia em 
excesso pelo núcleo de um átomo sob a forma de radiação 
eletromagnética.
 O decaimento gama está associado a outros decaimentos como o 
α ou o β se núcleo resultante dos processos ocorridos ainda se 
encontra com excesso de energia e procura estabilizar-se.
 Famílias ou Séries Radioativas
 É o conjunto de elementos que têm origem na emissão de 
partículas alfa e beta, resultando, como elemento final, um 
isótopo estável do chumbo.
Th
90
232
Ra
88
228
Ac
89
228Th
90
228
Ra
88
224
Rn
86
220
Po
84
216
Pb
82
212
Bi
83
212Po
84
212
Pb
82
208
78
80
82
84
86
88
90
92
Np
93
237
Pa
91
233
U
92
233
Th
90
229
Ra
88
225
Ac
89
225
Fr
87
221
At
85
217
Bi
83
213
Po
84
213
Pb
82
209
Bi
83
209
94
80
82
84
86
88
90
92
78
80
82
84
86
88
90
92
U
92
238
Th
90
234
Pa
91
234
U
92
234
Th
90
230
Ra
88
226
Rn
86
222
Po
84
218
At
85
218
Bi
83
214
Po
84
214
Pb
82
210
Pa
83
210
Po
84
210
Pb
82
206
 Período de Semidesintegração ou Meia Vida (p)
 É o tempo necessário para que a quantidade de uma amostra 
radioativa seja reduzida à metade
 O tempo de meia vida é uma característica de cada isótopo
radioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nem 
de fatores como pressão e temperatura.
mo mo
m =
x
P
2
P
mo
4
P
mo
8
P ...
mo
16
mo
2
t = x . P
 Uma substância radioativa tem meia-vida de 8h. Partindo de 
100 g do material radioativo, que massa da substância restará 
após 32 h? 
100g
8 h
50g
8 h
25g
8 h
12,5g
8 h
6,25g
m =
100
2
4
=
16
100
= 6,25g
 Meia vida física dos principais radioisótopos utilizados em 
pesquisa:
P-32  14,8 dias
S-35  87,0 dias
C-14  5700 anos
H-3  12 anos
I-125  60 dias
Ca-45  165 dias
Cr-51  27,8 dias
Curiosidade: O Urânio-238 apresenta meia-vida de 
aproximadamente 5.000.000.000 anos que é a idade prevista da 
Terra. 
 Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação 
possuíam C-14 radioativo em quantidade de 6,25% daquela 
encontrada em animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade 
aproximada de?
100%
50%
25% 12,5% 6,25%
5700 a
5700 a
5700 a
5700 a
x 5700t = 4
22800 anost =
 Radioproteção
•A radiação perde energia para o meio provocando ionizações
• Osátomos ionizados podem gerar:
Alterações moleculares
Danos em órgãos ou tecidos
Manifestação de efeitos biológicos
• Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:
• Passar sem interagir
•Atingir uma molécula:
• Não produzir dano
• Produzir dano.
Atingir uma molécula:
- Produzir dano:
• Reversível
• Irreversível
• morte celular
• reprodução - perpetuação do dano
•A cada possibilidade está associada uma probabilidade diferente
de zero.
• O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação da
radiação com organismos vivos é de natureza PROBABILÍSTICA.
•A probabilidade de ocorrência aumenta com o aumento da dose!
Aplicações da radioatividade
DIAGNÓSTICO DE DOENÇAS:
131
I : Tireóide.
32
P : Tumores dos olhos e câncer de pele.
197
Hg : Tumores cerebrais.
24
Na : Obstruções do sistema circulatório.
TRATAMENTO DE DOENÇAS:
60
Co : câncer.
131
I : câncer na tireóide.
 Por meio da irradiação, carnes e frutas podem ser esterilizados 
(ficando livres de fungos e bactérias) ou ser conservados por um 
tempo mais prolongado
• Métodos mais comuns de datação são os baseados nas 
seguintes desintegrações:
238
U 206 Pbpara : usado na datação de rochas.
40
K 40 Arpara : usado na datação de rochas.
14
C
14
Npara : usado na datação de fósseis.
 Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos:
A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para a eliminação
de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto
indesejável. Neste caso, o predador é usado em vez inseticidas.
Fonte de Energia: