APOSTILA RADIOATIVIDADE

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ASSUNTO 05 – RADIOATIVIDADE 
I- Histórico: 
A descoberta dos “raios X”, por Röentgen, 
permitiu ao físico-químico francês Becquerel 
suspeitar que havia uma relação entre a 
capacidade de emitir raios X e fluorescência. 
Em 1896, Becquerel embrulhou em um papel 
negro o sulfato duplo de potássio e uranila – 
K2UO2(SO4)2- e colocou-o sobre uma chapa 
fotográfica e, após algumas horas, verificou, 
decepcionado, que a mesma estava pouco 
enegrecida. 
Guardou o pacote em uma gaveta, sobre outra 
chapa fotográfica, e abandonou suas pesquisas por 
alguns dias, devido a dias muito chuvosos. Depois 
desse tempo, verificou que a chapa havia ficado 
impressionada sem que o sal de Urânio fosse 
exposto â luz do sol. Em virtude, desse fato, 
concluiu que o sal de Urânio era responsável pela 
emissão de raios, denominado de raios de 
Becquerel. Estava descoberta a Radioatividade. 
O casal Marie e Pierre Curie pesquisando a 
“pechblenda”, um minério de Urânio, verificou que o 
mesmo era responsável pela emissão dos raios de 
Becquerel. Em seguida, com novas pesquisas, 
descobriram novos elementos radioativos: o Polônio 
e o Rádio. 
A existência das emanações radioativas 
depende da presença de um isótopo radioativo, 
mas a intensidade depende do elemento . Como 
nem todos os isótopos de um mesmo elemento são 
radioativos, conclui-se que a radioatividade é um 
fenômeno nuclear: o C12 não é radioativo, mas o 
C14 é radioativo. 
A radioatividade é um processo espontâneo de 
núcleos instáveis, que por meio de emissões de 
partículas e radiações, tendem a se transformar em 
núcleos estáveis. 
II- Estabilidade x Instabilidade: 
Hoje sabemos que no núcleo atômico existe 
um grande número de forças atuando sobre o 
mesmo, apesar disto podemos observar na relação 
entre o número de prótons e o de nêutrons do 
mesmo, reside a questão da estabilidade nuclear 
(atômica). 
Podemos observar que, para cada próton, 
existem um ou mais nêutrons no núcleo, cuja 
presença atenua a força de repulsão entre os 
prótons. 
 
Assim, quanto maior o número de prótons de 
um átomo, maior o número de nêutrons para 
mantê-los unidos, ou seja, para dar estabilidade ao 
núcleo. 
No entanto, em função do crescimento do 
número atômico, chegamos a um ponto em que a 
força de repulsão entre eles torna-se tão intensa, 
que número algum de nêutrons é capaz de mantê-
los unidos. Na prática, esse comportamento é 
observado quando o número de prótons é maior 
que 83. Isso significa que, do elemento de número 
atômico 84 em diante, todos os núcleos são 
instáveis. 
Existem, porém, núcleos que são instáveis 
mesmo tendo Z menor de 84. Portanto, não é o 
número de prótons em si que determina a 
estabilidade ou não de um núcleo, mais sim a 
relação entre o número de nêutrons e prótons. 
Logo: 
 
 
 
 
Essa instabilidade leva o núcleo a sofrer 
desintegração nuclear e emissão de partículas e 
energia (radioatividade). 
III- A natureza das radiações: 
 
Em 1903, Ernest Rutherford idealizou um 
experimento para separar a natureza das radiações 
emitidas. O material radioativo colocado no cilindro 
de chumbo emite radiações. As partículas alfa (α) 
são desviadas para o campo negativo, as partículas 
beta (β) são desviadas para o campo positivo e as 
radiações gama (ɣ) não são desviadas pelo campo 
elétrico ou magnético. 
 
Essas partículas e radiações apresentam 
várias características como: 
 
 
 
 
r= n / p 
Se r é aproximadamente igual a 1, o átomo 
tende a estabilidade; 
Se r é diferente de 1, o átomo é instável. 
3.1- Partícula alfa (d): 
 
- Possui carga positiva +2, ou seja, o dobro de 
1 próton; 
-Submetido a um campo eletromagnético, é 
desviada para o pólo negativo; 
- Possui massa 4, sendo idêntica ao núcleo do 
átomo de Hélio (2He4); 
- Sua velocidade é de 5% a 10% da velocidade 
da luz; 
- Seu poder de penetração é muito baixo, 
sendo barradas por uma folha de papel ou por uma 
lâmina de Alumínio de 0,1 mm de espessura; 
- Possui alta capacidade de ionizar gases, por 
remoção de seus elétrons. 
 
3.2- Partícula beta (-1β0): 
 
- Foi descoberta por Ernest Rutherford; 
 - Possui carga negativa igual a -1, porém não 
apresenta massa; 
 - É um elétron emitido pelo núcleo dos átomos 
radioativos; 
 - Submetida a um campo eletromagnético, é 
desviada para o pólo positivo; 
 - É emitida a velocidades muito altas, chegando 
a ser 90% da velocidade da luz; 
- Seu poder de penetração é baixo, porém muito 
maior que o da partícula alfa, sendo barrada por 
placas de alumínio de 5 mm de espessura ou de 
chumbo de 1 mm de espessura; 
- Seu poder de ionização é moderado, porém 
menor que o da partícula alfa; 
 
3.3- Radiação gama (0ɣ0): 
 
- Foi descoberta por Paul Villard; 
- Não possui carga elétrica nem massa; 
-É uma onda eletromagnética semelhante aos raios 
X, possuindo, porém, maior energia e velocidade 
igual a da luz (3 x 106 m/s); 
- Possui grande poder de penetração, superior até a 
15 cm de espessura de aço; 
- Seu poder de ionizar gases é quase nulo; 
 
Observam-se dois fenômenos interessantes 
quando os raios gama são absorvidos. Podemos 
descrevê-lo da seguinte forma: 
 
a) São capazes de transmitir energia a 
elétrons e sofrer um desvio na sua 
trajetória – Efeito Compton; 
 
b) São capazes de ionizar átomos de uma 
chapa metálica, arrancando um elétron – 
Efeito fotoelétrico. 
 
 
 
IV- Leis da Radioatividade: 
 
4.1- Lei de Soddy ou emissão de partículas 
alfa: 
 
ZXA 2α4 + Z-2YA-4 
 
Ex.: 92U238 2α4 + 90Th234 
 
4.2- Lei de Soddy-Fajans-Russel ou emissão 
de partículas beta: 
 
ZXA -1β0 + Z+1YA 
 
Ex.: 90Th234 -1β0 + 91Pa234 
(Veja que Th e Pa são isóbaros.) 
 
4.3- Lei da emissão de radiação gama: 
 
ZXA 0ɣ0+ ZYA 
 
V- Transmutação artificial: 
 
É realizada quando uma partícula bombardeia 
o núcleo de um elemento, originando um novo 
elemento com a emissão de uma nova 
partícula. 
A primeira transmutação artificial foi realizada 
em 1919 por Rutherford que bombardeou 
núcleos de nitrogênio com partículas alfa 
aceleradas, obtendo assim um isótopo estável 
de oxigênio, bem como a emissão de prótons, 
segundo a equação: 
 
7N14 + 2α4 8O17 + 1p1 
 
Note que, também, nas transmutações 
artificiais conserva-se a massa e carga total do 
primeiro para o segundo membro da equação. 
Uma outra reação de transmutação artificial 
importante foi realizada em 1932 por James 
Chadwick, que bombardeou o isótopo 9 do 
Berílio com partículas alfa aceleredas, obtendo, 
Devemos entender que o núcleo 
atômico não possui elétrons, 
porém, nos átomos radioativos, 
chamados de radionuclídeo ou 
radioisótopo, o número de nêutrons 
é muito superior ao número de 
prótons instabilizando o núcleo 
atômico. Com isso, o nêutron 
desintegra-se e origina um próton, 
um elétron e um neutrino. O próton 
permanece no núcleo e o elétron e 
o neutrino são emitidos. A este fato, 
chama-se Hipótese de Fermi. 
0n1 1p1 + -1β0 + 0V0 
assim, núcleos de carbono e emissão de 
nêutrons. Foi a reação descoberta dos 
nêutrons. 
 
4Be9 + 2α4 6C12 + 0n1 
 
VI- Tempo de meia-vida ou período de 
semidesintegração (P): 
 
Avaliamos como meia-vida, o tempo 
necessário para que a metade dos núcleos 
radioativos (massa, número de átomos, etc.) se 
desintegre, ou seja, para que a dita amostra se 
reduza a metade. 
 
 
 
Essa relação de decaimento, feita para a 
massa de uma amostra, é verificada não só 
para o número de mol do isótopo radioativo, 
mas também para o seu número de prótons e, 
consequentemente, para a sua velocidade de 
desintegração (atividade radioativa). 
O gráfico a seguir mostra o decaimento de uma 
amostra de 16 g de 15P32 que se reduz a 8 g 
em 14 dias e origina o 16S32. Assim, seu tempo 
de meia-vida é de 14 dias. 
 
 
 
VII- Fissão nuclear: 
 
É a transmutação com divisão do núcleo, 
dando dois núcleos menores com liberação de 
2 a 3 nêutrons. É uma reação em cadeia que 
libera elevadoconteúdo de energia. 
Corresponde ao mecanismo de explosão de 
bomba atômica. 
 
 
VIII- Fusão nuclear: 
 
É o processo inverso ao da fissão nuclear; 
consiste na união de dois núcleos de átomos, 
dando origem a outro núcleo. Esta reação 
nuclear ocorre com uma liberação de energia 
ainda maior que a da fissão nuclear e constitui 
o princípio de funcionamento da bomba de 
hidrogênio. 
 
 
 
 
 
 
 
01. (UNESP) A natureza das radiações 
emitidas pela desintegração espontânea 
do 92U234 pode ser estudada por meio do 
arranjo experimental mostrado na figura: 
VAMOS EXERCITAR O CÉREBRO!!! 
 
A abertura do bloco de chumbo dirige o 
feixe de radiação para passar entre duas 
placas eletricamente carregadas, 
verificando-se a separação em três feixes, 
que atingem o detector nos pontos 1, 2 e 
3. 
a) Qual é o tipo de radiação que atinge o 
detector no ponto 3? Justifique. 
b) Representando por X o novo núcleo 
formado, escreva a reação 
balanceada da reação nuclear 
responsável pela radiação detectada 
no ponto 3. 
02. (UNICENTRO) O desastre radioativo 
acontecido em Goiânia (cési-137) foi um 
grave episódio de contaminação por 
radioatividade ocorrida no Brasil. A 
contaminação iniciou-se em setembro de 
2007, quando um aparelho utilizado em 
terapia radioativa, de um hospital 
abandonado, foi encontrada na zona 
central de Goiânia. A meia-vida do césio-
137 é cerca de 16 anos. Partindo-se de 
uma amostra de 137 g, após quantos anos 
restarão 6,25% de Cs-137? 
a) 4 anos; 
b) 8 anos; 
c) 16 anos; 
d) 32 anos; 
e) 64 anos. 
03. O gráfico mostra a radioatividade em uma 
amostra de radiofármaco contendo Tl-201, 
usado em diagnóstico por imagem do 
miocárdio. A abscissa mostra o número de 
dias decorridos a partir da produção desse 
fármaco e a ordenada mostra a 
radioatividade correspondente naquele dia. 
 
A radioatividade nessa amostra (Af) será 
cerca de 1 milésimo da inicial (Ai), após: 
a) 15 dias; 
b) 30 dias; 
c) 2 meses; 
d) 4 meses; 
e) 6 meses. 
 
04. (UEPA) Vários radioisótopos são utilizados 
na preparação de radiofármacos, entre os 
quais o tecnécio-99 m (99mTc), que 
apresenta características físicas ideiais 
para aplicação em Medicina Nuclear 
Diagnóstica. O tecnécio-99m é produto do 
decaimento radioativo do molibdênio-99 
(99Mo). A equação abaixo descreve o 
processo de decaimento 
 
Quando a finalidade é terapêutica, o efeito 
deletério da radiação é utilizado para 
destruir células tumorais. Nesse caso, os 
radiofármacos são formados por 
radionuclídeos emissores de radiação 
particulada, que possuem pequeno poder 
de penetração, mas são altamente 
energéticas, ionizando o meio que 
atravessam e causando uma série de 
efeitos que resultam na morte das células 
tumorais. 
 
A alternativa que expressa corretamente a 
interpretação do trecho em destaque no 
texto é: 
a) Radiações gama são exemplos de 
radiação particulada, empregadas 
para recuperar as células tumorais; 
b) Radiações gama são exemplos de 
radiação particulada, possuindo maior 
poder de penetração capazes de 
destruir as células tumorais; 
c) Radiações alfa e beta são ondas 
eletromagnéticas que atravessam as 
células tumorais, recuperando-as; 
d) Radiações gama regeneram as 
células tumorais mediante intensa 
exposição a ondas eletromagnéticas; 
e) Radiações alfa e beta são exemplos 
de radiação particulada, usadas para 
destruir as células tumorais. 
 
05. (FUVEST) A seguinte declaração foi 
divulgada no jornal eletrônico FOLHA.com-
mundo em 29/05/10: “A vontade do Irã de 
enriquecer urânio a 20% em seu território 
nunca esteve sobre a mesa de 
negociações do acordo assinado por Brasil 
e Turquia em Teerã, afirmou nesta sexta-
feira o ministro da Relações Exteriores 
Celso Amorim”. Enriquecer urânio a 20%, 
como mencionado nesta notícia, significa: 
NOTE E ADOTE: 
As porcentagens aproximadas dos 
isótopos 238U e 235U existentes em uma 
amostra de urânio natural são, 
respectivamente, 99,3% e 0,7%. 
 
a) Aumentar, em 20%, as reservas de 
urânio de um território; 
b) Aumentar, para 20%, a quantidade de 
átomos de urânio contidos em uma 
amostra de minério; 
c) Aumentar, para 20%, a quantidade de 
238U presente em uma amostra de 
urânio; 
d) Aumentar, para 20%, a quantidade de 
235U presente em uma amostra de 
urânio; 
e) Diminuir, para 20%, a quantidade de 
238U presente em uma amostra de 
urânio. 
06. (UNESP) Em 2011 comemoramos o Ano 
Internacional da Química (AIQ). Com o 
tema “Química: nossa vida, nosso futuro”, 
o AIQ-2011 tem como objetivos aumentar 
o conhecimento público sobre a química, 
despertas o interesse entre os jovens e 
realçar as contribuições das mulheres para 
a ciência. Daí a justa homenagem à 
cientista polonesa Marie Curie (1867-
1934), que há 100 anos conquistava o 
Prêmio Nobel da Química com a 
descoberta dos elementos polônio e rádio. 
O polônio resulta do decaimento radioativo 
do bismuto, quando este núcleo emite uma 
partícula beta; em seguinda, uma partícula 
alfa, resultando em um núcleo de chumbo, 
como mostra a reação: 
 83Bi210 XPoY 82PbM 
 
O número atômico X, o número de massa 
Y e o número de massa M, 
respectivamente, são: 
a) 82, 207, 210; 
b) 83, 206, 206; 
c) 83, 210, 210; 
d) 84, 210, 206; 
e) 84, 207, 208. 
07. (UNB) Nas opções a seguir, assinale 
aquela que apresenta o gráfico que melhor 
representa o decaimento radioativo típico 
de primeira ordem para o isótopo 235U do 
urânio: 
 
 
 
 
08. (UERJ) A sequência simplificada a seguir 
mostra as etapas do decaimento radioativo 
do isótopo urânio-238: 
 
Determine o número de partículas alfa e 
beta emitidas na etapa III. 
09. (UFSCAR) No dia 06 de agosto de 2005 
foram lembrados os 60 anos de uma data 
triste da Humanidade. Nesse dia, em 
1945, foi lançada uma bomba atômica 
sobre a cidade de Hiroshima, que causou 
a morte de milhares de pessoas. Nessa 
bomba, baseada no isótopo 235 de urânio, 
uma das reações que pode ocorrer é 
representada pela equação nuclear não 
balanceada: 
 
Nesta equação, X, i e n representam, 
respectivamente: 
a) Partícula alfa, 2 e 4; 
b) Pósitron, 1 e 0; 
c) Argônio, 18 e 39,9; 
d) Criptônio, 36 e 92; 
e) Bário, 56 e 141. 
10. (CESGRANRIO-RJ) A partir da década de 
40, quando McMillan e Seaborg obtiveram 
em laboratório os primeiros elementos 
transurânicos (NA maior que 92), o urânio 
natural foi usado algumas vezes para obter 
tais elementos. Para tanto, ele era 
bombardeado com núcleos de elementos 
leves. Na obtenção do plutônio, do 
califórnio e do férmio, as transmutações 
ocorreram de forma a seguir: 
 
Assim sendo, os valores de A, B e C que 
indicam as quantidades de nêutrons 
obtidas são, respectivamente: 
a) 1, 4 e 5; 
b) 1, 5 e 4; 
c) 2, 4 e 5; 
d) 3, 4 e 5; 
e) 3,5 e 4. 
11. (USAL-BA) Na fissão nuclear: 
 
o número de massa e o número atômico 
de X são, respectivamente: 
a) 129 e 47; 
b) 130 e 48; 
c) 131 e 47; 
d) 131 e 50; 
e) 133 e 50. 
 
12. (UNIFESP) 60 anos após as explosões das 
bombas atômicas em Hiroshima e 
Nagasaki, oito nações, pelo menos, 
possuem armas nucleares. Esse fato, 
associado a ações terroristas, representa 
uma ameaça ao mundo. Na cidade de 
Hiroshima foi lançada uma bomba de U235 
e em Nagasaki uma de Pu239, resultando 
em mais de cem mil mortes imediatas e 
outras milhares como consequência da 
radioatividade. 
As possíveis reações nucleares que 
ocorreram nas explosões de cada bomba 
são representadas nas equações: 
 
Nas equações, B, X e A e o tipo de reação 
nuclear são, respectivamente: 
a) 52, Te, 140, fissão nuclear; 
b) 54, Xe, 140, fissão nuclear; 
c) 56, Ba, 140, fusão nuclear; 
d) 56, Ba, 138, fissão nuclear; 
e) 56, Ba, 138, fusão nuclear. 
13. (ENEM) Considere um equipamento capaz 
de emitir radiação eletromagnética com 
comprimento de onda bem menor que a da 
radiação ultravioleta. Suponha que a 
radiação emitida por esse equipamento foi 
apontada para um tipo específicode filme 
fotográfico e entre o equipamento e o filme 
foi posicionado para o pescoço de um 
indivíduo. Quanto mais exposto à 
radiação, mais escuro se torna o filme 
após a revelação. Após acionar o 
equipamento e revelar o filme, evidenciou-
se a imagem mostrada na figura abaixo. 
 
Dentre os fenômenos decorrentes da 
interação entre a radiação e os átomos do 
indivíduo que permitem a obtenção desta 
imagem, inclui-se a: 
a) Absorção da radiação eletromagnética 
e a consequente ionização dos 
átomos de cálcio, que se transformam 
em átomos de fósforo. 
b) Maior absorção da radiação 
eletromagnética pelos átomos de 
cálcio que por outros tipos de átomos; 
c) Maior absorção da radiação 
eletromagnética pelos átomos de 
carbono que pelos átomos de cálcio; 
d) Maior refração ao atravessar os 
átomos de carbono que os átomos de 
cálcio; 
e) Maior ionização das moléculas de 
água que de átomos de carbono. 
 
14. (FGV) A pesquisa e a produção de 
radioisótopos para fins pacíficos pode 
gerar melhorar na qualidade de vida da 
população, constituindo-se também em 
atividade econômica rentável. No Brasil, a 
produção de radioisótopos constitui 
monopólio da União, conforme 
estabelecido pela Constituição de 1988, e 
órgãos estatais produzem radioisótopos 
empregados tanto em diagnóstico como no 
tratamento de doenças, tornando o custo 
destas terapias acessíveis e disponíveis à 
população pelo serviço público de saúde. 
Considere a seguinte sequência de 
processos nucleares que ocorrem no 
decaimento do radioisótopo natural E1. 
 
Em relação às espécies E1, E2, E3, E4, é 
correto afirmar que: 
a) E1,E3 e E4 são isótonos e E2,E3 e E4 
são isóbaros; 
b) E2 e E4 são isótopos e E1 e E3 são 
isótonos; 
c) E1 e E4 são isóbaros e E2, E3 e E4 
são isótopos; 
d) E1 e E3 são isótopos e E2, E3 e E4 
são isótonos; 
e) E1 e E4 são isótopos e E2, E3 e E4 
são isóbaros. 
15. (FGV) Os irradiadores de alimentos 
representam hoje uma opção interessante 
na sua preservação. O alimento irradiado, 
ao contrário do que imagina, não se torna 
radioativo, uma vez que a radiação que 
recebe é do tipo gama. A radiação é 
produzida pelo Cobalto (Z=27), cujo 
número decai emitindo uma partícula beta, 
de carga negativa, resultando no núcleo de 
certo elemento X. O elemento X é: 
a) Mn (Z=25); 
b) Fe (Z=26); 
c) Co (Z=27); 
d) Ni (Z=28); 
e) Cu (Z=29) 
 
16. (CESGRANRIO-RJ) Após algumas 
desintegrações sucessivas, o 90Th232, 
muito encontrado na orla marítima de 
Guarani (ES), se transforma no 82Pb208. O 
número de partículas α e β emitidas nessa 
transformação foi, respectivamente, de: 
a) 6 e 4; 
b) 6 e 5; 
c) 5 e 6; 
d) 4 e 6; 
e) 3 e 3. 
17. (FGV) O isótopo radioativo do hidrogênio, 
Trício (H3), é muito utilizado em 
experimentos de marcação isotópica na 
química orgânica e na bioquímica. Porém, 
um dos problemas em utilizá-lo é que sua 
meia-vida é de 12,3 anos, o que causa um 
tempo de espera longo para que possa 
descartá-lo no lixo comum. Qual será a 
taxa do Trício daqui a 98 anos em uma 
amostra preparada hoje? 
a) 3,125%; 
b) 12,55%; 
c) 7,97%; 
d) 0,39%; 
e) 0,78%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÍMBOLO INTERNACIONAL DA RADIOLOGIA