SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL
UNIDADE JARAGUÁ DO SUL
ENSINO MÉDIO
RADIOATIVIDADE
GUILHERME FELIPE BUSNARDO - 2921
LUCAS RAFAEL TEPASSÉ - 2921
PROFESSOR TEÓFILO VALDIR FERTIG
Química
JARAGUÁ DO SUL – SC
2010
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Definição sobre radioatividade, os três tipos de radiação , aplicação da radioatividade no cotidiano, na medicina, na industria. Também abordará a transmutação natural e artificial, sobre fissão natural e induzida e fusão nuclear . E trará algumas curiosidades sobre a radioatividade.
Tipologia: Notas de estudo
2011
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SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL
UNIDADE JARAGUÁ DO SUL
ENSINO MÉDIO
RADIOATIVIDADE
GUILHERME FELIPE BUSNARDO - 2921
LUCAS RAFAEL TEPASSÉ - 2921
PROFESSOR TEÓFILO VALDIR FERTIG
Química
JARAGUÁ DO SUL – SC
GUILHERME FELIPE BUSNARDO - 2921
LUCAS RAFAEL TEPASSÉ - 2921
RADIOATIVIDADE
Trabalho escolar apresentado ao curso Ensino Médio do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
- Unidade Jaraguá do Sul – como requisito parcial para aprovação da Disciplina Química.
Professor Teófilo Valdir Fertig
JARAGUÁ DO SUL – SC
- Figura 2-1
- Figura 2-2
- Figura 2-3
- Figura 2-4
- Figura 2-5
- 1 INTRODUÇÃO SUMÁRIO
- 2 RADIOATIVIDADE
- 2.1 LEIS DA RADIOATIVIDADE
- 2.1.1 Lei da Emissão de Partículas α (alfa) ou Lei de Soddy
- 2.1.2 Lei de Emissão β (beta) ou Lei de Soddy, Fajans e Russel
- 2.1.3 Lei de Emissão γ (gama)
- 2.2 TRANSMUTAÇÃO, DESINTEGRAÇÃO OU DECAIMENTO
- 2.2.1 Transmutação Natural
- 2.2.2 Transmutação Artificial
- 2.2.2.1 Acelerador de Partículas
- 2.3 FENÔMENOS RADIOATIVOS
- 2.3.1 Fissão Nuclear
- 2.3.1.1 Fissão Induzida
- 2.3.1.2 Fissão Natural
- 2.3.2 Fusão Nuclear
- 2.4 RADIAÇÕES - APLICATIVOS
- 2.4.1 Aplicação na Medicina
- 2.4.2 Aplicação na Indústria.......................................................................
- 2.4.3 Energia Pacífica
- 2.4.4 Aplicação na Ciência
- 2.4.5 Energia para Guerra
- 2.5 CURISODIADES NO USO DA RADIAÇÃO
- 2.5.1 No Celular
- 2.5.2 No Aparelho de Microondas
- 3 CONCLUSÃO
- REFERÊNCIAS
1 INTRODUÇÃO
A radiação é algo bem comum no dia-a-dia do ser humano. Normalmente, quando se pensa em radiação, relaciona-se a palavra a algo perigoso e que envolve máquinas ou produtos e locais dos quais se devem ficar isolado. Porém, a luz, que é criada através de fusões nucleares no Sol, é um exemplo de energia gerada pela radiação, a que estamos expostos todos os dias e é inofensiva. É claro que existem as radiações que causam danos à saúde humana, como a nuclear.
As radiações também são de extrema importância na vida do ser humano. Elas podem estar participando tanto da energia de nossas casas, de nossos aparelhos eletrônicos portáteis, etc.
Nesse relatório, serão apresentadas diversas informações sobre as radiações (radioatividade), como as leis nas quais se encaixam as transmutações, fenômenos radioativos além da aplicabilidade da radiação e algumas curiosidades. Tudo isso, seguido de imagens e equações, para o auxílio à compreensão. E por fim, uma conclusão elaborada pelos alunos, sintetizando o que foi aprendido com este relatório.
2.1.2 Lei de Emissão β (beta) ou Lei de Soddy, Fajans e Russel
Raios beta são feitos de correntes de elétrons, geralmente de alta energia, chamadas partículas beta ou -1e 0 , seu poder de penetração é maior que o de uma emissão alfa (ver figura 2-1), mas, seu efeito ionizante é menor. Quando um átomo de um elemento radioativo emite uma partícula beta (β), ele se transforma em um novo elemento com o mesmo número de massa (A), mas com seu número atômico apresenta uma unidade a mais. Veja a equação a seguir:
(^90) Th 234 → 91 Pa 234 + -1e 0 + 0 ע 0
Nucleotídeo Nucleotídeo Partícula antineutrino pai filho Beta
(nº atômico^ X (^) massa atômica)
Vê-se que o nucleotídeo pai (Th) tem a mesma massa atômica (elementos isóbaros) do nucleotídeo filho (Pa), mas diferente no número atômico onde o protactínio (Pa) tem um próton a mais, pois um nêutron evidentemente se converteu em um próton. Obtêm-se nessa reação uma subpartícula, antineutrino, que não tem número atômico nem massa atômica. Continua-se a observar a igualdade da massa atômica e do número atômico na equação.
2.1.3 Lei de Emissão γ (gama)
A radiação γ (gama) são ondas eletromagnéticas, logo sua emissão não altera o número atômico nem a massa atômica. Por isso esta emissão normalmente não é demonstrada nas equações nucleares. Essa emissão é muito comum, geralmente acompanha outras espécies de desintegrações e representa perda de energia quando o núcleo cai de um nível de energia mais alto para um mais baixo (existe um estado de energia quantizada no núcleo do átomo, da mesma forma como há para
elétrons). São bem mais penetrantes que as partículas alfa (ver figura 2-1) podendo, atravessar 20cm de aço, mas seu poder ionizante é menor.
Figura 2-
2.2 TRANSMUTAÇÃO, DESINTEGRAÇÃO OU DECAIMENTO
2.2.1 Transmutação Natural
A transmutação natural é o processo pelo qual núcleos instáveis se convertem em núcleos mais estáveis. A emissão natural de uma partícula alfa ou beta transforma um núcleo em um novo núcleo com o número de prótons diferente. Ou seja, representa a transmutação de um elemento em outro.
2.2.2 Transmutação Artificial
A transmutação artificial é o bombardeamento de núcleos estáveis com partículas α, prótons e nêutrons, etc. Feitos em aceleradores de partículas (ler título 2.2.2.1) Veja as equações a baixo:
A emissão de nêutrons também pode ser feita com a transmutação artificial, no exemplo, para desintegrar o bromo 87:
(^35) Br 87 → 35 Fe 86 + 0 n 1
(nº atômico^ X (^) massa atômica)
Outro jeito de transmutação muito comum é o beta-positivo (β+) ou emissão de pósitrons. O pósitron é uma partícula que tem massa de um elétron, mas carga positiva (^1 e 0 ). Ex:
(^7) N 13 → 6 Fe 13 + 1 e 0
(nº atômico^ X (^) massa atômica)
2.2.2.1 Acelerador de Partículas
A transmutação artificial só é possível por causa do desenvolvimento de aceleradores de partículas de alta energia como o cíclotron, demonstrado na figura 2-2. Eletrodos metálicos ocos e rarefeitos (dees) são montados entre pólos de um grande imã (parte verde escuro) e uma fonte de corrente alternada de alta freqüência é conectada aos dees. Os prótons injetados no centro (bola amarela) percorrem uma espiral que vai se alargando. Com isso os prótons vão girando para eles ganharem considerável energia e no final colidem com o alvo (placa sinalizada pelo vetor rosa).
Figura 2-
2.3 FENÔMENOS RADIOATIVOS
Sabe-se que em um processo nuclear pode ser obtido grande energia. Pode-se obter essa energia por meio de fenômenos radioativos que podem ser fissão ou fusão nuclear.
2.3.1 Fissão Nuclear
Acontece quando há divisão do núcleo.
2.3.1.1 Fissão Induzida É a quebra do núcleo do átomo provocada pelo bombardeamento de nêutrons, formando dois novos núcleos liberando uma quantidade grande de energia e de outros nêutrons, podendo repetir o processo originando uma reação em cadeia. Ex: A fissão do urânio 235 pode ser feita pela captura de nêutron lento ou térmico
(^92) U 235 + 0 n 1 → [ (^92) U 236 ] → 38 Sr 90 + 54 Xe 143 + 3 0 n 1
(nº atômico^ X (^) massa atômica)
de quatro prótons para formar um núcleo simples de hélio. Uma possibilidade de isso acontecer é: (veja a equação)
(^1) H 1 + 1 H 1 → 1 H 2 + 1 e 0
(^1) H 2 + 1 H 1 → 2 He 3
(^2) He 3 + 1 H 1 → 2 H 4 + 1 e 0
4 1 H 1 → 2 He 4 + 2 1 e 0
(nº atômico^ X (^) massa atômica)
2.4 RADIAÇÕES - APLICATIVOS
A radiação hoje tem inúmeras funções. Aplicada de forma correta pode trazer muitos benefícios ao homem.
2.4.1 Aplicação na Medicina
A medicina é hoje a área de maior aplicabilidade da radioatividade. São inúmeros exames que utilizam a radiação, como a radiografia (mais antigo deles, que utiliza a radiação para velar filme, já que a radioatividade tem a capacidade de atravessar a matéria). A radiação também é utilizada na medicina nuclear, que constitui outra forma de utilização da radiação na medicina. O objetivo da medicina nuclear visa o diagnóstico. Na medicina nuclear substâncias radioativas são injetadas pela veia do paciente, e, tempo depois este é colocado sob equipamentos que medem a radioatividade da droga injetada e que foi absorvida por certos órgãos do corpo. Assim é possível fazer um mapeamento de órgãos, dependendo do tipo de material injetado.
A radiação também tem importante papel medicinal para o tratamento de câncer, onde através da radioterapia (ver figura 2-4), os tumores malignos são expostos à altas doses de radiação, prevenindo a proliferação e, em alguns casos, destruindo o tumor.
Figura 2-
2.4.2 Aplicação na Indústria
Na indústria a radiação é utilizada para radiografar peças mecânicas, e com isso fazer um diagnóstico de um defeito ou uma peça quebrada no interior de um equipamento. Já na indústria alimentícia, utilizam-se radiações de alta energia, evitando que frutas se estraguem mais rapidamente ou brotem ramificações, e assim possam ser armazenadas por maiores períodos de tempo.
2.4.3 Energia Pacífica
A radiação, para fins pacíficos, também é utilizada na produção de energia (ver figura 2-5). Há alguns anos, tal forma de produção era muito criticada, mas hoje, é apontada como uma das melhores alternativas por não ser poluente.
2.5 CURISODIADES NO USO DA RADIAÇÃO
2.5.1 No Celular
A radiação emitida pelo telefone celular faz as pessoas babarem mais: Segundo uma experiência feita pela Universidade de Jerusalém, as glândulas salivares são estimuladas pela proximidade com o celular. Quem usa o aparelho encostado na orelha direita produz até 254% mais saliva no lado direito da boca (e vice-versa). O efeito é supostamente causado pela radiação eletromagnética emitida pelo celular. A radiação emitida pelo celular faz as pessoas perderem sono: A pesquisa, realizada por especialistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, nos Estados Unidos, expôs 71 homens e mulheres com idades entre 18 e 45 anos à radiação do celular durante o sono. Os pesquisadores observaram que as fases iniciais do sono foram diretamente afetadas e que outras, importantes para a recuperação dos desgastes sofridos durante o dia, também foram atingidas pelas radiações. A pesquisa ainda mostrou que as pessoas que dormem próximas ao telefone celular sofrem mais de dores de cabeça.
2.5.2 No Aparelho de Microondas
Radiação provocada pelo Aparelho de Microondas: Como o corpo humano é constituído basicamente por água e gorduras, as microondas podem causar queimaduras profundas em nosso organismo, assim como fazem com os alimentos, no caso da ocorrência de vazamentos. De acordo com a literatura norte-americana, ninguém sabe ao certo qual o nível de exposição considerado seguro. Alguns laboratórios consideram que a exposição à radiação, mesmo em baixo nível, pode ter efeitos cumulativos aos olhos, podendo provocar catarata. A pesquisa realizada também faz citações quanto a uma possível ligação com o câncer.
3 CONCLUSÃO
A radioatividade é muito importante e presente na vida do ser humano. Pode-se considerar sua descoberta uma das maiores revoluções científicas. Através dela foi possível o desenvolvimento de vários novos tratamentos médicos, a criação de novos modos de produção na indústria além do desenvolvimento da energia nuclear, muito utilizada e incentivada, por não ser poluente. A radiação apresenta três leis que explicam suas características: A “alfa”, onde ocorre liberação de partículas α que são idênticas ao Hélio (He), a “beta”, onde os raios “beta” são feitos de correntes de elétrons, geralmente de alta energia, chamadas partículas beta ou -1e 0 , seu poder de penetração é maior que o de uma emissão alfa, e a “gama”, onde a radiação γ (gama) são ondas eletromagnéticas, logo sua emissão não altera o número atômico nem a massa atômica. Também se foi possível a compreensão das transmutações (natural e artificial). Além do processo de fissão, um núcleo instável se quebra em dois pedaços (naturalmente), em vez de emitir várias partículas alfa, de fusão nuclear, processo inverso ao da fissão nuclear onde dois núcleos menores se fundem para formar um maior, e de fissão nuclear, quebra do núcleo do átomo provocada pelo bombardeamento de nêutrons, formando dois novos núcleos liberando uma quantidade grande de energia e de outros nêutrons.
Disponível em: http://www.fcf.usp.br/Ensino/Graduacao/Disciplinas/LinkAula/My- Files/origem-isotopos.htm acessado em: 05 nov. 2010-11-
Disponível em: http://www.infoescola.com/quimica/reacao-em-cadeia/ acessado em: 05 nov.
Disponível em: http://www.nuclear.radiologia.nom.br/trabalho/noseasiv/noseaiv.htm acessado em: 05 nov. 2010