Cópia de Química e física nuclear

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Indrodução a química e
física nuclear
Física Conseitual
objetivos
introdução 
 introdução ao átomo
radioatividade
urânio
acidentes 
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Sumario 
introduzir o basico da química e fisica nuclear
entender como surgiu essa radioatividade
objetivos gerais
como surgiu o atual modelo átomico
como é formado o núcleo 
particulas alfa, beta e gama 
introduzir a radioatividade 
objetivos especificos
 
 
 
O assunto escolhido por Marie, uma sugestão de Pierre, foi o "novo
fenômeno" descoberto por Becquerel. Marie, assim como Becquerel,
utilizava o urânio em seus estudos e logo conseguiu verificar que a
intensidade da radiação do urânio era proporcional ao total de urânio
existente no composto e independente de sua forma química. Então
concluiu que a emissão dos "raios Becquerel" era uma propriedade do
átomo de urânio
fonte:https://cenapop.uol.com.br/
Para explicar como é o átomo e do que ele se constitui, os
cientistas propõem modelos,o modelo atômico mais aceito
atualmente é relativamente recente: foi o resultado de uma série
de experiências, iniciadas por Sir Ernest Rutherford em 1910.
http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.p
Rutherford constatou que um tipo de radiação emitido pelo urânio era
facilmente bloqueado por uma fina folha de metal. Deu-lhe o nome de
raios alfa 
fonte:http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.pdf:
Outra forma de radiação, mais penetrante e cujo bloqueio somente se
dava por materiais de espessura bem maior, foi chamada raios beta 
Um ano depois, Paul Villard identificou um terceiro tipo de radiação,
que recebeu o nome de radiação gama 
Núcleo atômico 
Núcleo: O núcleo atômico é composto de partículas chamadas
núcleons. Existem duas espécies de núcleons: os prótons, com carga
elétrica positiva, e os nêutrons, sem carga elétrica. 
Prótons + Nêutrons 0
 
= massa do átomo
observação: um elemento pode tanto receber como ceder elétrons, formando íons, sem
perder sua identidade. 
xAnúmero de massa 
Znúmero atômico
 
Curiosamente enquanto um átomo mede aproximadamente 10^ -10 m
o seu núcleo é cerca de cinco ordens de grandeza menor, ou seja
10^-15m.
Se imaginarmos uma área do tamanho de um estádio de futebol, o
núcleo seria um grão de ervilha colocado no centro. 
fonte:livro henque toma coleção 1
OS ISÓTOPOS
Os cientistas puderam concluir, através de análises experimentais,
que existiam átomos idênticos do ponto de vista químico, com
diferentes níveis de radioatividade.
Isótopos são átomos associados ao mesmo elemento da tabela
periódica e, por isso, têm núcleos com números de prótons iguais,
mas números de nêutrons diferentes. Por exemplo , os átomos de
hidrogênio 1, também chamado de hidrogênio normal, com Z = 1 e
N = 0, de hidrogênio 2, também chamado de deutério, com Z = 1 e
N = 1 e de hidrogênio 3, também chamado de trítio, com Z = 1 e N =
2, são isótopos do hidrogênio.
fonte : http://coral.ufsm.br/gef/arquivos/fisinuc.pdf 
 Início com os isótopos 235U, 238U e com o 232Th, por isso estes
nuclídeos, muitas vezes são chamados núcleos pai. Os últimos
nuclídeos destas séries são, respectivamente,207Pb, 206Pb e
208Pb, isótopos do elemento de número atômico 82, o chumbo
(Pb). 
RADIOATIVIDADE - PRINCÍPIOS GERAIS
Quando um isótopo radioativo se transforma em outro não estável,
depois em outro, e assim sucessivamente, até chegar a um estável,
temos uma família ou série radioativa.
Observação: são
fenômenos espontâneos 
fonte:CEPA USP
Quando emitem radiação os
átomos muda sua identidade 
N + a O + p
Be + a C + n
PARTÍCULAS ALFA
A desintegração radioativa por partículas alfa é típica de núcleos
pesados, principalmente naqueles elementos de número atômico
maior que 83, estas reações levaram à descoberta do próton e do
nêutron. As equações são as seguintes : 
a partícula alfa tem o núcleo parecido
com o do elemento Helio 
4
2
fonte:http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.pdf 
PARTÍCULAS BETA
As partículas beta (b) também são de origem nuclear. Possuem
massa e carga iguais às do elétron. Por isto, muitos cientistas
chegaram a acreditar que existiam elétrons dentro do núcleo
o processo desse elétron é dado pela decomposição do nêutron 
N p+ + n
As partículas beta possuem massa muito pequena e 1(uma)
unidade de carga negativa. Seu alcance é bem maior que o das
partículas alfa, em função de sua grande velocidade e pequena
massa.
0
-1
Os raios gama são ondas de radiação eletromagnética; não
possuem massa nem carga elétrica. São semelhantes aos raios X,
diferenciando-se somente na origem: enquanto os raios X provêm
da eletrosfera do átomo, os raios gama tem origem nuclear. Por
se tratar de uma onda eletromagnética, os raios gama propagam-
se com velocidade igual à da luz. No entanto, sua energia é maior
e, portanto, seu comprimento de onda é menor, denominados
fótons.
RAIOS GAMA
0
0
 
fusão nuclear 
Fusão nuclear é o processo de formação de um núcleo a partir da
colisão e posterior junção de dois núcleos menores. Os núcleos que
colidem devem ter, inicialmente, uma energia cinética que lhes
permita se aproximar contra a repulsão coulombiana o suficiente
para que a interação nuclear forte passe a ser efetiva e mais
importante. De qualquer modo, a fusão nuclear com liberação de
energia só ocorre se o número de núcleons do núcleo resultante for
menor ou da ordem de 56
A formação de núcleos menores, mais estáveis, leva à
liberação de uma grande quantidade de energia, que
é exploradada em reatores atômicos e armas
nucleares. 
O 235U tem uma energia de ligação da ordem de
1.786Me V e é um isotopo considerado físsil, isto é,
que sofre fissão com facilidade, ao contrario de 238U.
Quando um núcleo de 235U absorve um nêutron ele
quebra, gerando dois nuclídios menores de 140Ba e
96Kr (Crípton). Na verdade a fissão do 235U com
nêutrons pode gerar mais de 200 diferentes nuclídios
de 35 elementos distintos. 
Fissão nuclear Nuclídeo: é o nome
dado a um núcleo
caracterizado por
um número atômico
(Z) e um número de
massa (A)
O urânio metálico é muito reativo e, quando aquecido, combina-se
diretamente com oxigênio e muitas outras substâncias, assim
aparecendo na natureza. Vários materiais contêm urânio, mas os
principais são: pechblenda (também conhecida como uranita, um
óxido de urânio preto e opaco), autunita (complexo de fosfato de
cálcio e urânio) e torianita (óxido de urânio e tório).
O 238U origina um isótopo do rádio. Isto explica o
fato de Mme. Curie ter descoberto o rádio a partir
de amostras de pechblenda, um minério de urânio.
Urânio 
tempo de meia vida
É o tempo necessário para que metade de um reagente seja
consumido ou decomposição, quanto maior o tempo de meia
vida será uma reação lenta.
“Como é possível ainda existir urânio (238U) na natureza, se
ele sofre espontâneas e contínuas desintegrações radioativas
?” A resposta é simples, não há desintegração de todos os
átomos de uma amostra ao mesmo tempo, ou seja, somente
uma parte do 238U sofre decaimento em um certo intervalo
de tempo
cada tipo de nuclídeo possui uma atividade típica, que é o número
de desintegrações por unidade de tempo, ou seja, a velocidade do
decaimento. Assim, uma dada fração de átomos radioativos
sempre decairá em um determinado tempo. O tempo
correspondente ao decaimento da metade dos átomos de uma
amostra radioativa é chamado tempo de meia-vida, ou
simplesmente, meia-vida
Física Nuclear e meio ambiente
A Física Nuclear também é largamente aplicada aos estudos do meio ambiente: a
datação dos núcleos radioativos presentes nas rochas e no solo, por exemplo, é de
importância vital para a determinação do passado da Terra e para a definição de
padrões climáticos.
Usinas Nucleares
 Energia nuclear é a energia liberada em uma reação nuclear, ou seja, em processos
de transformação de núcleos atômicos. Alguns isótopos de certos elementos
apresentam a capacidade de se transformar em outros isótoposou elementos
através de reações nucleares emitindo energia durante esse processo. Baseia-se no
princípio da equivalência de energia e massa observado por Albert Einstein, segundo
o qual, durante reações nucleares ocorre transformação de massa em energia. A
energia elétrica gerada por uma fonte nuclear é obtida a partir do calor da reação do
urânio. A queima do combustível produz calor que ferve a água de uma caldeira
transformando-a em vapor. O vapor movimenta uma turbina que dá partida a um
gerador que produz a eletricidade. 
Hiroshima e Nagasaki 
No dia 6 de Agosto de 1945, a cidade japonesa de Hiroshima, com seus
350 mil habitantes, foi devastada por uma bomba atômica de 15
quilotons, isto é, uma bomba cuja energia liberada era equivalente a
15 toneladas de TNT. Cerca de 70 mil pessoas morreram na hora da
explosão e muito mais ficaram seriamente feridas. Nos cinco anos
seguintes, outras 70 mil morreram devido aos efeitos da bomba.
No dia 9 de Agosto de 1945, a cidade japonesa de Nagasaki, com
pouco mais de 200 mil habitantes, foi devastada por uma bomba
atômica de 21 quilotons, isto é, uma bomba cuja energia liberada era
equivalente a 21 toneladas de TNT. Cerca de 40 mil pessoas
morreram na hora da explosão e muito mais ficaram seriamente
feridas
O acidente de Chernobyl completou 35 anos
 O acidente de Chernobyl, que aconteceu em 26 de abril de 1986, foi o maior
acidente nuclear da história. Essa tragédia ocorreu na Usina V. I. Lenin,
localizada na cidade de Pripyat, a cerca de 20 km da cidade de Chernobyl, na
extinta União Soviética (atual território ucraniano). Matou milhares de pessoas. 
Tudo ocorreu durante um teste de segurança que estava
em curso e resultou na explosão do reator 4. Com a
explosão, dois trabalhadores da usina foram mortos e,
na sequência, um incêndio no reator 4 iniciou-se e
estendeu-se durante dias. A explosão deixou o reator
nuclear exposto, e o incêndio foi responsável por jogar
na atmosfera uma elevada quantidade de material
radioativo.
O impacto do acidente na agropecuária européia foi considerável. A
contaminação foi causada principalmente pelo 131I (iodo) e pelo 137Cs,
atingindo plantações e pastagens. A meia-vida do 131I é de aproximadamente 8
dias, já a do 137Cs é de 30 anos. 
Em setembro de 1987 a cidade de Goiânia foi vítima do maior acidente nuclear
envolvendo o isótopo 137 do Césio (Cs) de que se tem notícia. Este acidente foi o
segundo mais numeroso em mortes na área nuclear, o primeiro foi o de
Chernobyl.
O acidente chegou ao conhecimento público
somente quando um médico suspeitou que
as queimaduras de alguns de seus pacientes
poderiam ter sido causadas por radiações, o
que foi prontamente confirmado por um
físico ao medir os níveis de radiação dos
pacientes
O césio 137 é um dos 32 isótopos conhecidos do césio. Ele é
radioativo, com meia vida de 30,2 anos. A cápsula continha 93
gramas de cloreto de césio 137, um sal altamente solúvel e que,
por isso, aderia facilmente às superfícies com as quais entrava
em contato, facilitando a sua disseminação. 
Referencias 
EICHLER, M.L; CALVETE,M.H.H.; dos MÓDULOS PARA O ENSINO DE RADIOATIVIDADE Disponível
em: http://www.iq.ufrgs.br/aeq/html/publicacoes/matdid/livros/pdf/radio.pdf
 
PALANDI,J,; FIGUEREDO,D.B;DENANDIN,J.C; MAGNAGO,P.R; UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA
MARIA DEPARTAMENTO DE FÍSICA GRUPO DE ENSINO DE FÍSICA FÍSICA NUCLEAR, SANTA
MARIA - RS 2010 Disponível em: http://coral.ufsm.br/gef/arquivos/fisinuc.pdf
 
HAMADA,L,H; ALGUMAS APLICAÇÕES DA FÍSICA NUCLEAR COM ENFOQUE NA
GEOLOGIA PARA ALUNOS DO ENSINO MÉDIO Disponível em:
https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/149281/000875908.pdf?
sequence=1
https://www.youtube.com/watch?v=KMRPzBJ-Mw0 canal café com química