Radioatividade e suas Radiações

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Radioatividade 
clara lemos melo ribeiro 
definição  
● 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; 
● radionuclídeo 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 
 
histórico  
● 1895 - Wilhelm Conrad 
Roentgen descobre os Raio 
X; 
● 1896 - Henry Becquered 
(francês) - estudos dos sais 
de urânio; 
● 1902 - Marie e Pierre Curie 
descobrem o rádio; 
● 1903 - Marie, Pierre e 
Becquered dividem o Nobel 
da Física; 
● 1911- Marie recebe sozinha 
o Nobel de Química pela 
descoberta de polônio. 
 
experiência de Rutherford  
● bombardeou com 
partículas alfa 
(provenientes de uma 
amostra do elemento 
polônio, que é radioativo) 
uma fina placa de ouro; 
● notou que maior parte 
dessas partículas 
atravessava a lâmina, e 
pouquíssimas eram 
repelidas ou desviadas; 
● motivo: bateram de frente 
com o núcleo atômico do 
ouro. As que sofreram 
desvio passaram muito 
perto do núcleo, pois a 
partícula alfa é de carga 
positiva, e o núcleo do ouro 
também; 
● provou que o átomo possui 
um grande vazio, um 
espaço muito grande entre 
os elétrons e os prótons do 
núcleo. 
 
 
 
radiação alfa  
● partícula com dois prótons 
e dois nêutrons (partícula 
pesada); 
● duas cargas positivas 
● perde energia para o meio 
rapidamente - alcance 
pequeno (alguns cm no ar); 
● alto poder de ionização 
(produz grande densidade 
de ionizações). 
 
decaimento alfa  
● 1911- Frederick Soddy 
enunciou a primeira 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”. 
 
 
 
● a equação nuclear também 
mantém o balanço de 
massas e de cargas elétricas 
nucleares. 
 
radiação beta  
● elétron emitido pelo núcleo 
do átomo (partícula leve); 
● carga negativa; 
● perde energia para o meio 
rapidamente - alcance 
médio (alguns metros no 
ar); 
● pequeno poder de 
ionização - produz pequena 
densidade de ionização. 
 
decaimento beta  
● como não existe elétron no 
núcleo, ele é formado a 
partir de um nêutron de 
acordo com o esquema: 
 
● o próton permanece no 
núcleo; o elétron e o 
neutrino são atirados para 
fora do núcleo. 
● 1913 - Soddy, Fajans e 
Russell enunciaram a 
segunda lei da 
radioatividade: “Quando 
um núcleo emite uma 
partícula beta, seu número 
atômico aumenta de uma 
unidade e seu número de 
massa permanece 
inalterado.” 
 
 
 
radiação de pósitron  
● elétron com carga positiva 
emitido pelo núcleo do 
átomo (partícula leve); 
● uma carga positiva; 
● perde energia para o meio 
rapidamente; 
 
 
● pequeno poder de 
ionização (produz pequena 
densidade de ionização). 
 
● emissão de pósitron é o 
contrário do decaimento 
beta; um núcleo de instável 
por ter um excesso de 
prótons, converte um 
próton num nêutron que 
fica no núcleo, sendo 
emitidos um pósitron e um 
neutrino. 
 
 
radiação gama  
● ondas eletromagnéticas 
emitida do núcleo dos 
átomos em estado excitado 
de energia; 
● não possui carga; 
● perde energia para o meio 
lentamente - grande 
alcance (cm de concreto); 
● pequeno poder de 
ionização. 
 
emissão de gama 
● resulta de uma liberação 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 alfa ou 
o beta, se o núcleo 
resultante dos processos 
ocorridos ainda se 
encontra com excesso de 
energia e procura 
estabilizar-se. 
 
radiação de nêutrons  
● partícula pesada; 
● não possui carga; 
● perde energia para o meio 
de forma muito variável - 
extremamente dependente 
de energia; 
● produção de ionizações 
igualmente variável. 
 
radioatividade  
● dois grandes grupos: 
radiação ionizante e 
radiação não ionizante; 
● diferença: energia. 
 
radiação ionizante  
● são radiações que possuem 
energia suficiente para 
arrancar elétrons de um 
átomo; 
● partículas carregadas: alfa, 
beta, prótons e 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 ligações 
químicas e moléculas; 
● ultravioleta, 
infravermelho, laser, 
microondas, luz visível 
 
relação entre energia e 
alcance  
● todo tipo de radiação 
ionizante, seja parcial 
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. 
 
tipos de fontes  
● equipamentos emissores de 
radiação ionizante: 
fornecer energia para o 
funcionamento; 
● materiais radioativos: 
naturais ou produzidos 
artificialmente; emitem 
radiação continuamente. 
 
transmutação nuclear 
● FISSÃO NUCLEAR: é a 
divisão de um núcleo 
atômico pesado e instável 
através do seu 
bombardeamento com 
nêutrons - obtendo dois 
núcleos menores, nêutrons 
e a liberação de uma 
quantidade enorme de 
energia. 
 
● os nêutrons liberados na 
reação, irão provocar a 
fissão de novos núcleos, 
liberando outros nêutrons, 
ocorrendo então uma 
reação em cadeia: essa 
reação é responsável pelo 
funcionamento de reatores 
nucleares e pela 
desintegração da bomba 
atômica. 
 
fusão nuclear 
● é a junção de dois ou mais 
núcleos atômicos, 
produzindo um único 
núcleo maior, com 
liberação de grande 
quantidade de energia. Nas 
estrelas como o Sol, ocorre 
a contínua irradiação de 
energia (luz, calor, 
ultravioleta, etc.) 
proveniente da reação de 
fusão nuclear. 
 
 
 
 
semidesintegração ou meia 
vida (período)  
 
● 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; 
● fórmula: 
 
 ​ m=mₒ/2ˣ 
 
● 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 
 
radioproteção 
 
● a radiação perde energia 
para o meio provocando 
ionizações; 
● os átomos ionizados podem 
gerar: alterações 
moleculares, danos em 
órgão ou tecidos,manifestação de efeitos 
biológicos. 
● possibilidades da radiação 
incidindo em uma célula: 
passar sem interagir e 
atingir uma molécula (não 
produzir dano e produzir 
dano); 
● produzir dano: reversível 
ou irreversível; morte 
celular ou reprodução 
(perpetuação do dano). 
● a cada possibilidade está 
associada uma 
probabilidade diferente; 
● 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. 
 
famílias ou séries 
radioativas  
● o conjunto de elementos 
que têm origem na emissão 
de partículas alfa e beta, 
resultando, como elemento 
final, um isótopo estável do 
chumbo. 
aplicações da radioatividade 
● diagnóstico de doenças:  
exemplo 
● 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: 
exemplo 
● 60 Co : câncer 
● 131 I: cân. 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 
● urânio e potássio: usados 
na datação de rochas; 
● carbono: 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.