Radioatividade: história, tipos e aplicações

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ESCOLA ESTADUAL PROFESSORA GERALDA EUGÊNIA DA SILVA
LETÍCIA CAROLINE FARTES ALMEIDA
LYZANNDRA EDUARDA DE MEDEIROS OLIVEIRA
RADIOATIVIDADE
SÃO JOAQUIM DE BICAS
2018
LETÍCIA CAROLINE FARTES ALMEIDA
LYZANNDRA EDUARDA DE MEDEIROS OLIVEIRA
RADIOATIVIDADE
Esse trabalho é destinado à disciplina de Química da E. E. Prof.ª Geralda Eugênia da Silva, turma 302,para obtenção de pontos para o bimestre.
Orientadora: Alice.
SÃO JOAQUIM DE BICAS
2018
RESUMO
SUMÁRIO
1. Introdução	5
2. Radioatividade	6
3. Descoberta da radioatividade...................................................................................6
 3.1 A história da radioatividade	7
4. Tipos de radioatividade............................................................................................8
 4.1 Raios alfa (a).	8
 4.2 Raios beta (b)	8
 4.3 Raios gama (g)	8
5. Efeitos biológicos da radiação................................................................................10
6. Aplicações da radioatividade..................................................................................11
7. Acidentes radioativos.............................................................................................11 
 7.1 Máquina Therac-25, 1985-1987......................................................................11
 7.2 Césio-137, Goiânia, 1987................................................................................12
 7.3 Kramatorsk, Ucrânia, 1989.............................................................................12
 7.4 Rio de Janeiro, 2011.......................................................................................12
 7.5 Tepojaco, México, 2013..................................................................................13
8. Conclusão	..............................................................................................................
9. Referencias Bibliográficas	12
1. Introdução
O objetivo de o trabalho a seguir é um termo químico que causa muita desconfiança e pavor em muitas pessoas, a Radioatividade, isso se deve ao que ela ocasionou em certas situações, veja na pesquisa a seguir alguns exemplos que ocasionou.
A pesquisa está organizada em 7 partes, as quais cada uma descreve detalhadamente sobe a Radioatividade, introduzindo informações que interferem no âmbito social, mostrando sua história, tipos, benefícios e malefícios, quais pesquisadores descobriram e ainda estudam a radiação.
2. Radioatividade.
Radioatividade é uma variante dos termos “radius” (latim), que tem o significado de “raio de luz”, mais “activus” (algo feito), juntando-se o sufixo “dade” para indicar uma situação, uma quantidade ou um estado de um objeto ou situação.
Radioatividade (ou radiatividade) é a propriedade de determinados tipos de elementos químicos radioativos emitirem radiações, um fenômeno que acontece de forma natural ou artificial. A radioatividade natural ou espontânea ocorre através dos elementos radioativos encontrados na natureza (na crosta terrestre, atmosfera, etc.). Já a radioatividade artificial ocorre quando há uma transformação nuclear, através da união de átomos ou da fissão nuclear. A fissão nuclear é um processo observado em usinas nucleares ou em bombas atômicas.
Alguns átomos como os do urânio, rádio ou tório são instáveis (resultado da combinação de nêutrons e prótons). A liberação de energia radioativa acontece quando há uma transformação do núcleo instável (desintegração nuclear) e o núcleo começa a perder partículas alfa, beta ou raios gama.
Na medicina nuclear, a radiação gama (um tipo de radiação eletromagnética) é utilizada na imagiologia, processo de realização de diagnósticos através da análise de imagens obtidas com recurso a partículas radioativas, por exemplo, mamografia, tomografia computadorizada, ultrassonografia ou a popular radiografia (raio-X). A longa exposição de organismos vivos à radiação pode provocar graves lesões no corpo, doenças diversas ou morte.
O fenómeno de radioatividade foi observado pela primeira vez em 1896 quando o francês Henri Becquerel estudava os efeitos da luz solar sobre materiais fosforescentes. O primeiro caso de radioatividade artificial foi observado pelo casal Joliot-Curie durante a irradiação do alumínio com raios α, processo durante o qual se forma fósforo radioativo. Para medir a radioatividade utiliza-se um contador Geiger-Müller, aparelho que mede a ionização do ar produzida pela radiação radioativa.
3. Descoberta da radioatividade.
A radioatividade teve seu início como fato científico quando Henry Becquerel em 1896 depositou um sal de Urânio sobre uma lâmina fotográfica e após certo tempo notou que o mesmo havia deixado a marca das suas radiações emitidas nesta chapa. A partir disso, esse fenômeno causou curiosidade em diversos cientistas entre eles Marie Curie e Pierre Curie, um casal de químicos que trabalhava nos laboratórios de Becquerel. Em 1898, Marie Curie descobriu um elemento muito mais radioativo que o Urânio e o nomeou de acordo com seu país natal, era o Polônio. Após isso foi descoberto pelo casal Curie outro elemento ainda mais radioativo e então o chamaram de Rádio.
Em seguida, Ernest Rutherford descobriu as radiações alfa e beta o que contribuiu para a explicação do seu modelo atômico (conhecido como planetário) e também para os avanços nos estudos dos compostos radioativos. Em 1939 Enrico Fermi constatou que nêutrons liberados na desintegração de Urânio-235 incidiam em átomos vizinhos ocasionando desintegrações sucessivas, desta forma seriam possíveis reações em cadeia possibilitando assim a produção em grande escala da energia nuclear.
Em 1942 foi construído nos EUA o primeiro reator de Urânio-235 que foi utilizado também para a construção das bombas atômicas que atingiram primeiro Hiroshima e depois Nagasaki causando milhares de mortes. Após isso diversos outros acidentes foram ocasionados como o de Chernobyl e o do césio-137 em Goiânia.
3.1 História da radioatividade.
Após a descoberta da radioatividade dos minérios de urânio por Becquerel, o casal Pierre e Marie Curie comprovou a existência de outras substâncias com atividade radioativa. Simultaneamente com o alemão Gerhard Carl Schmidt, o casal encontrou alto índice de radioatividade no tório.
Mais tarde, ao analisar alguns minérios de urânio, em especial as pechblendas, Marie Curie detectou uma intensidade radioativa maior do que a observada no urânio e supôs que esses minerais continham algum elemento químico radioativo ainda não descoberto. Prosseguindo em suas experiências, os Curie separaram da pechblenda um elemento 400 vezes mais radioativo que o urânio, a que chamaram polônio, em homenagem à terra natal da cientista. Mais tarde, conseguiram isolar a partir da pechblenda outro elemento milhares de vezes mais ativo que o urânio, que denominaram rádio.
A pesquisa de novos materiais radioativos prosseguiu nas décadas seguintes e resultou na descoberta de elementos até então desconhecidos, como o actínio, isolado por André Louis Debierne, em 1899, e por Friedrich Otto Giesel, em 1902, além do mesotório e do radiotório, isótopos do rádio e do tório, respectivamente, descobertos por Otto Hahn.
Os estudos sobre o comportamento dessas substâncias, junto com os avanços da teoria atômica, resultaram, durante as primeiras décadas do século XX, numa nova concepção sobre a estrutura da matéria e derrubaram a idéia de indivisibilidade do átomo enunciada no início do século XIX. A hipótese estabelecida sobre a radioatividade, definida como a desintegração dos átomos, foi reforçada com a descoberta do nêutron por James Chadwick em 1932. Essa nova partícula, de carga elétrica neutra, complementou uma teoria da estrutura atômica que compreende o átomo como uma conjunção equilibrada de dois componentes: o núcleo, composto de nêutrons e prótons, partículas elementares de carga positiva, e os elétrons, partículas fundamentais de carga negativa, distribuídas na regiãoextranuclear e responsáveis pelas propriedades químicas dos elementos. Assim, a radioatividade não é senão a conseqüência de uma perda, por parte do átomo, de alguns de seus componentes, ou a emissão de subpartículas por desequilíbrio dos campos de energia internos.
Em 1934, o casal Frédéric Joliot e Irène Curie (filha de Pierre e Marie Curie) anunciou a descoberta da radioatividade artificial. Eles constataram que alguns núcleos atômicos, bombardeados com determinados tipos de radiações de partículas, tinham sua estrutura interna alterada e passavam a apresentar propriedades radioativas. Os procedimentos de transmutação artificial dos elementos químicos resultaram na obtenção de isótopos artificiais e radioativos da maioria dos átomos conhecidos e na descoberta de numerosos átomos novos, como os transurânicos (netúnio, plutônio, amerício etc).
O emprego de técnicas de transmutação radioativa permite obter elementos químicos artificiais desconhecidos na natureza. De vida extremamente curta, devido a seu caráter fortemente radioativo, esses elementos sofrem imediatas transformações, que os convertem em elementos naturais.
4. Tipos de radioatividade.
Os estudos realizados sobre o fenômeno da radioatividade, a partir do final do século XIX, comprovaram a existência de três tipos de radiações emergentes do interior dos átomos: os raios alfa, os raios beta e os raios gama.
4.1 Raios alfa (a). De natureza eletropositiva e identificados como feixes de núcleos de hélio, os raios alfa são altamente energéticos e emitidos pelos elementos radioativos a milhares de quilômetros por segundo. São também chamados partículas alfa. Apesar de seu elevado conteúdo energético, possuem baixa penetrabilidade e são facilmente detidos por folhas de papel, de alumínio e de outros metais.
4.2 Raios betas (b). Também chamados de partículas betas, de carga negativa (b+, elétrons) ou positiva (b- , pósitrons), os raios beta são identificados como partículas de alta energia expelidas pelos núcleos de átomos radioativos. Essas partículas não são constituintes do núcleo, mas surgem durante o decaimento beta, quando o núcleo emite elétrons (ou pósitrons) ou captura um elétron orbital para adquirir estabilidade. As partículas beta possuem menor energia que as alfa, mas apresentam maior poder de penetração, razão pela qual ultrapassam a barreira das lâminas metálicas finas usadas para deter as partículas alfa. Para isolar a radiação beta, é necessário usar lâminas muito mais espessas.
4.3 Raios gama (g). Eletricamente neutros e constituídos de radiação eletromagnética (fótons) de frequência superior ao do espectro da luz visível e a dos raios X, os raios gama são emitidos quando os núcleos efetuam transições, por decaimento alfa, de estados excitados para os de energia mais baixa. Sua energia e capacidade de penetração dificultam a manipulação. A excessiva exposição dos tecidos vivos a esses raios ocasiona malformações nas células, que podem provocar efeitos irreversíveis.
Atualmente sabe-se que existem também radiações devidas a fissão espontânea do núcleo, que são observadas em núcleos pesados como os de urânio, plutônio e netúnio. Essa radiação ocorre devido à quebra espontânea do núcleo em dois núcleos mais leves, com liberação de nêutrons.
Os principais métodos de detecção dessas radiações são a câmara de Wilson, que permite efetuar um traçado da trajetória das partículas radioativas num gás saturado de vapor d’água; os contadores Geiger-Müller e de outros tipos, que determinam o número de partículas radioativas que atravessam certa região do espaço; e as câmaras de ionização, generalização dos contadores Geiger-Müller, que distinguem a passagem das partículas por meio de pulsos de carga elétrica que produzem nos dispositivos de detecção.
Propriedades dos materiais radioativos. Após a confirmação das hipóteses enunciadas por Ernest Rutherford e Frederick Soddy, segundo as quais a radioatividade resulta da transmutação de elementos químicos em outros, o próprio Soddy e Kasimir Fajans enunciaram as leis que levam seus nomes e que determinam os produtos finais de uma decomposição radioativa, resumidas na chamada lei do deslocamento radioativo: o átomo radioativo que decai pela emissão de uma partícula alfa se transforma num elemento químico diferente, com dois prótons a menos em seu núcleo e com quatro unidades de massa atômica a menos; se o decaimento resulta da emissão de uma partícula beta, seu número atômico se eleva uma unidade. Por exemplo, uma emissão alfa de urânio produz tório, que por emissão beta produz um átomo de protactínio.
A instabilidade dos núcleos atômicos, espontânea ou induzida, reduz, por emissão de radioatividade, a massa do material radioativo, que se transforma de forma progressiva em outra substância. A velocidade de transmutação de um elemento radioativo é determinada pela constante de desintegração, ou tempo de vida, valor que mede a probabilidade de um átomo radioativo sofrer uma transformação na unidade de tempo considerada, e o tempo de meia-vida (semidesintegração), definido como o tempo necessário para que uma quantidade de substância radioativa reduza sua massa à metade.
A natureza probabilística da desintegração radioativa conduz à definição do conceito de meia-vida dos elementos — a média aritmética dos tempos de vida dos átomos do elemento radioativo antes de sofrerem decaimento. Os períodos de semidesintegração oscilam entre milésimos de segundos (por exemplo, nas variedades do polônio e o astato) e bilhões de anos (como nos isótopos mais estáveis do urânio e do tório).
As transformações sofridas pelos elementos radioativos, existentes na natureza num total de aproximadamente quarenta, permitem agrupá-los em três séries, chamadas séries de desintegração radioativa, nas quais os elementos se convertem uns nos outros por sucessivas emissões alfa e beta (a emissão gama não produz intrinsecamente alterações nucleares):
(1) Série do urânio, a partir do isótopo 238 do urânio e cujos primeiros elementos são o tório (234), o protactínio (234), o urânio (234), o tório (230), o rádio (226) e o radônio (222). O átomo final da série é o chumbo (206), não radioativo.
(2) Série do tório, iniciada com o isótopo 232 do tório e seguida de rádio (228), actínio (228), tório (228), rádio (224) e outros átomos, até terminar com o chumbo estável (208).
(3) Série do actínio, a partir do isótopo 235 do urânio, que se transforma sucessivamente em tório (231), protactínio (231), actínio (227), tório (227), frâncio (223) etc, até finalizar no chumbo estável (207). Esta sequência é empregada nos processos de fusão ou ruptura nuclear.
Há ainda uma quarta série, a série do netúnio, que começa com o isótopo 237 do netúnio, que tem meia-vida de dois milhões de anos. Os elementos que integram essa série não ocorrem naturalmente; são produzidos artificialmente por reações nucleares. Nas séries radioativas, as emissões alfa reduzem em quatro unidades a massa atômica de um isótopo, expressa entre parênteses, enquanto que na emissão beta se conserva a massa atômica e se modifica somente a natureza dos átomos.
5. Efeitos biológicos da radiação
A atividade de uma substância radioativa é determinada pelo número de transformações que ela sofre por unidade de tempo. A unidade internacional estabelecida para medir essa grandeza, denominada curie (Ci), se define como a quantidade de substância radioativa que produz o mesmo número de desintegrações que um grama de rádio e equivale a 3,7 x 1010 desintegrações por segundo.
A radiação gama, de efeitos extremamente nocivos para a vida, se mede em röntgen (R), como os raios X. Essa unidade é definida como a quantidade de radiação capaz de produzir um determinado número de íons (átomos com carga elétrica) numa certa quantidade de ar, sob condições fixas de temperatura e pressão. O rad é a unidade de medida de exposição local à radiação e equivale a cem ergs por grama.
O efeito biológico causado pela irradiação prolongada do corpo humano se avalia segundo o fator de qualidade da radiação (Q),que estabelece quantas vezes o efeito biológico causado por um dado tipo de radiação excede aquele provocado pela radiação gama de mesma dose. A dose equivalente (DEQ), cuja unidade é o rem, se define como a quantidade de radiação que causa o mesmo efeito biológico que uma dose de um rad de raios X ou radiação gama.
O limite aceitável de radioatividade para o corpo humano é de aproximadamente meio rem por semana. A tolerância de radioatividade varia ligeiramente entre os organismos vivos, mas uma dose generalizada de centenas de rem ocasiona sempre graves lesões e mesmo a morte. A administração local de uma radiação de milhares de rem, porém, contribui para eliminar tumores de pele e de outros órgãos do corpo.
6. Aplicações da radioatividade.
A radioatividade tem três campos de aplicação para fins pacíficos: médico, quando se aproveita sua capacidade de penetração e perfeita definição do feixe emitido para o tratamento de tumores e diversas doenças da pele e dos tecidos em geral; industrial, nas áreas de obtenção de energia nuclear mediante procedimentos de fissão ou ruptura de átomos pesados; e científico, para o qual fornece, com mecanismos de bombardeamento de átomos e aceleração de partículas, meios de aperfeiçoar o conhecimento sobre a estrutura da matéria nos níveis de organização subatômica, atômica e molecular.
Materiais radioativos são utilizados também na fabricação de substâncias fluorescentes e de relógios científicos, que se baseiam nos fundamentos da geocronologia e da cosmocronologia para obter medidas precisas de tempo.
7. Acidentes radioativos.
 Diversos desastres radioativos já foram registrados na história da humanidade. O mais conhecido deles provavelmente é o acidente nuclear de Chernobyl, que deixou milhares de mortos ao longo dos anos. Contudo, é interessante perceber que até mesmo itens do nosso cotidiano podem ser radioativos. Apesar disso, a radioatividade não é necessariamente algo ruim ou prejudicial, como alguns podem pensar.
Graças a esse fenômeno, que pode ser natural ou artificial, fomos capazes de alcançar diversos feitos. Até o simples fato de revelar uma foto alguns anos atrás só era possível por conta da radioatividade. Hoje, ionizar gazes, produzir a fluorescência e criar imagens raio-X são tarefas possíveis graças à radiação.
Porém, os acidentes nucleares ainda são uma mancha que essa indústria vai carregar para o resto da História, principalmente se considerarmos alguns desastres recentes, que colocam ainda mais dúvidas e medos nas pessoas que não entendem completamente esse assunto. A seguir, você vai conhecer cinco acidentes nucleares modernos que chocaram o mundo e causaram a morte de civis.
7.1 Máquina Therac-25, 1985-1987
O Therac-25 é o nome de uma máquina de radiografia fabricada pela Atomic Energy of Canada (AECL) em 1985. Esse dispositivo "assassino" foi responsável pela morte de três pacientes entre 1985 e 1987. A causa da morte dessas pessoas foi o envenenamento por radiação.
O problema estava na quantidade de radiação emitida em seu funcionamento. Enquanto um paciente deveria receber cerca de 200 rads, a Therac-25 bombardeava as pessoas com o valor absurdo de 15 mil e 20 mil rads. Cinco dessas máquinas foram enviadas para os Estados Unidos, e seis delas permaneceram no Canadá.
7.2 Césio-137, Goiânia, 1987
Um dos casos mais recentes de desastre envolvendo a radiação no Brasil aconteceu em 1987, na cidade de Goiânia, em Goiás. Lá, dois catadores de lixo curiosos foram os responsáveis por desencadear um dos maiores acidentes envolvendo o isótopo Césio-137.
Ao vasculharem as antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia – também conhecido como Santa Casa de Misericórdia –, os dois catadores de lixo encontraram um aparelho de radioterapia abandonado. Ambos tiveram a infeliz ideia de levar o dispositivo para casa, o que acabou resultando no envenenamento e na morte de centenas de pessoas. A situação só foi contornada porque a esposa de um dos catadores levou a cápsula de Césio-137 para a sede da Vigilância Sanitária, que identificou o elemento e conteve o problema.
7.3 Kramatorsk, Ucrânia, 1989
No ano de 1989, em Kramatorsk, na Ucrânia, duas famílias que moravam em um mesmo prédio sentiram na pele o perigo da radiação. Em uma delas, a mãe viu as suas duas crianças morrerem por conta de uma leucemia contraída de forma desconhecida. Na segunda família, o filho mais velho também morreu, enquanto outro ficou gravemente ferido.
O motivo das mortes só foi descoberto depois que essas duas famílias contrataram especialistas para analisar o ocorrido. Eles constataram que uma cápsula de Césio-137 estava armazenada em uma parede de concreto existente entre os dois apartamentos. Esse elemento químico é utilizado em dispositivos de controle de processo radioisótopo.
7.4 Rio de Janeiro, 2011
Em outubro de 2011, uma menina de apenas 7 anos chamada Maria Eduarda estava em tratamento de leucemia no Hospital Venerável da Terceira Ordem de São Francisco da Penitência, no Rio de Janeiro. Ela havia sido diagnosticada com a doença em 2010 e já tinha completado um ciclo de quimioterapia quando os médicos indicaram o tratamento radioterápico.
Ao iniciar as sessões, seus pais ficaram preocupados com o repentino aparecimento de queimaduras na pele de Maria Eduarda. Os médicos disseram que a reação era normal, o que despreocupou os responsáveis pela menina. Porém, os ferimentos na cabeça de Maria Eduarda pioraram e logo ela começou a apresentar danos cerebrais, como dificuldade para andar e falar.
Foi aí que finalmente diagnosticaram a radiação citânea na menina. Além das graves queimaduras, a radiação também afetou o seu cérebro, o que ocasionou danos irreversíveis no lobo frontal. Infelizmente, Maria Eduarda não resistiu e faleceu em junho de 2012.
7.5 Tepojaco, México, 2013
O último desastre nuclear da lista envolve o roubo e acidente com um caminhão que transportava uma carga de cobalto-60. Esse elemento era uma fonte de teleterapia radiativa proveniente de um hospital para um centro de armazenamento de resíduos radioativos. O veículo foi roubado em um posto de gasolina em Tepojaco, no México, em dezembro de 2013.
Quando foi localizado, cerca de 2,3 km de onde foi roubado, o caminhão havia sofrido um acidente, o que liberou a carga nuclear que carregava. Preocupadas, as autoridades emitiram um alerta para que qualquer um que tivesse entrado em contado com o material procurasse ajuda, caso contrário morreriam. Os ladrões nunca foram encontrados e provavelmente faleceram por conta da radiação do cobalto-60.
8. Conclusão
Neste trabalho abordamos o assunto Radioatividade, que é um fenômeno nuclear que resulta da emissão de energia por átomos, provocada em decorrência de uma desintegração, ou instabilidade, de elementos químicos.
Concluímos com esse trabalho, que apesar da radioatividade estar presente de diversas formas no nosso cotidiano, muitas pessoas não tem conhecimento do que se trata, com isso é necessária uma maior divulgação sobre a mesma, pois através desta muitos acidentes podem ser evitados. Esta consciência deve partir dos líderes governamentais, pois hoje muitos governos vêm utilizando a radioatividade de forma indevida, gerando conflitos mundiais e comprometendo a vida da população. Utilizando a radioatividade de maneira consciente e saudável, podem-se adquirir muitos benefícios, por exemplo, combater doenças como o câncer através de vários métodos usados na medicina, auxiliar na indústria alimentícia, na agricultura, entre outros.
Este trabalho foi muito importante para o nosso conhecimento e aprofundamento deste tema, pois uma vez que visto permitiu-nos compreender melhor e além de ter-nos permitido desenvolver e aperfeiçoar o entendimento sobre Radioatividade. 
9. Referencias Bibliográficas
Conceito Radioatividade. Disponível em:
<https://www.significadosbr.com.br/radioatividade>.Acesso em: 26 abril,2018.
Radioatividade. Disponível em:
<https://www.todamateria.com.br/radioatividade/>.Acesso em: 26 abril, 2018.
Aplicaçõesradioatividade. Disponível em:
<https://www.coladaweb.com/quimica/quimica-nuclear/radioatividade>. Acesso em: 26 abril, 2018.
Acidentes radioativos. Disponível em:
<https://www.tecmundo.com.br/quimica/96208-5-acidentes-radioativos-recentes-chocaram-mundo-deixaram-mortos.htm>.Acesso em 26 abril, 2018.
Radioatividade. Disponível em:
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Radioatividade>. Acesso em:26 abril, 2018.
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