RADIOATIVIDADE 2

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RADIOATIVIDADE
Prof. George Maciel Cavalcanti
georgemaciel@gmail.com
Radioatividade
Histórico:
Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a 
radioatividade natural, ao observar que o sulfato 
duplo de potássio e uranila : K2(UO2)(SO4)2 , 
conseguia impressionar chapas fotográficas.
Henry Becquerel 
Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o 
polônio (400 vezes mais radioativo que o urânio) e depois, 
o rádio (900 vezes mais radioativo que o urânio).
Novas descobertas demonstraram que os elementos 
radioativos naturais emitem três tipos de radiações:α, 
βe γ . No começo do século XX, Rutherford criou uma 
aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações 
eram emitidas pelo material radioativo, contido no interior 
de um bloco de chumbo e submetidas a um campo 
magnético. Sua trajetória era desviada
Conceito de Radioatividade:
 É a capacidade que certos átomos 
possuem de emitir radiações 
eletromagnéticas e partículas de seus 
núcleos instáveis com o objetivo de 
adquirir estabilidade. A emissão de 
partículas faz com que o átomo radioativo 
de determinado elemento químico se 
transforme num átomo de outro elemento 
químico diferente 
Quando descobriu a Radioatividade, o homem 
passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua 
divisibilidade pôde ser confirmada.
Tipos de radiações:
 1-Emissões alfa (2α
4) : partículas com carga 
elétrica positiva, constituídas de 2 prótons e 2 
nêutrons.
 Velocidade média : 20000 km/s .
 Poder de penetração : pequeno, são detidas por 
pele, folha de papel ou 7 cm de ar.
 Poder ionizante ao ar : elevado, por onde 
passam capturam elétrons, transformando-se 
em átomos de Hélio.
1ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy) : "Quando um 
núcleo emite uma partícula alfa (α) , seu número atômico 
diminui de duas unidades e seu número de massa diminui 
de quatro unidades."
 Z X 
A = 2 α
4 + Z - 2 Y 
A -4

Ex: 92 U 
235 = 2 α
4 + 90 Th 
231
2-Emissões beta ( -1 β
0 ) : partículas com carga 
elétrica negativa e massa desprezível (elétrons 
atirados para fora do núcleo) .
 nêutron = próton + elétron + neutrino
 Os prótons permanecem no núcleo e os 
elétrons e neutrinos são atirados fora 
dele.
 Ou: 0 n 
1 = 1 p 
1 + -1 b 
0 + neutrino
Velocidade média: 95% da velocidade da luz.
Poder de penetração : 50 a 100 vezes mais 
penetrantes que as partículas alfa. São detidas por 
1 cm de alumínio (Al) ou 2 mm de chumbo (Pb).
Danos os organismos : maiores do que as 
emissões alfa, podem penetrar até 2 cm do corpo 
humano e causar danos sérios
 2ª Lei da Radioatividade (lei de Soddy-Fajans-Russel) :
"Quando um núcleo emite uma partícula beta (b) , seu número 
atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa não se 
altera."
Z X 
A = -1β
0 + Z + 1 Y 
A
Ex: 83 Bi
210 = -1 β
0 + 84 Po 
210
3-Emissões gama(0γ
0) : são ondas eletromagnéticas, 
da mesma natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem 
carga elétrica nem massa.
Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes 
que raios X. são detidas por 5 cm de chumbo (Pb)
.
Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o 
corpo humano, causando danos irreparáveis.
Partículas usadas nas reações nucleares:
Alfa =2α
4
Beta =-1β
0 
Gama =0γ
0 
Próton =1p
1 Deutério =1d
2
Nêutron =0 n 
1 Pósitron =+1 β
0
Meia vida (P):
É o período de tempo necessário para que a 
metade dos átomos presentes num elemento se 
desintegre. 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
CURVA DE DECAIMENTO 
RADIOATIVO
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.
 92U
235 + 0n
1
56Ba
142 + 36Kr
91 + 3 0n
1 + 4,6 . 109kcal
 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:
 4 1H
1 = 2He
4 + outras partículas + energia 
(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC , 104 atm)
Efeitos das Radiações:
 Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases 
são ionizados pelas radiações, tornando-se 
condutores de eletricidade. O aparelho 
usado para detectar a presença de 
radiação e medir sua intensidade, 
chamado contador Geiger, utiliza esta 
propriedade 
-Efeitos luminosos : as radiações provocam 
fluorescência em certas substâncias, como o 
sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na 
fabricação de ponteiros luminosos de relógios e 
objetos de decoração
-Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas 
com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de 
câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades 
elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande 
perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. 
Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas
 RADIOTERAPIA :
http://www.csj.g12.br/ensmed/dicas/2007/O%20que%20é%20radioterapia.doc
-Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para 
estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, 
como o C14. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos.
 COLETA DE CARVÃO PARA 
DATAÇÃO DE CARBONO 14 
Usos das reações nucleares:
 -Produção de energia elétrica: os reatores nucleares 
produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada 
vez depende mais dela. Baterias nucleares são também 
utilizadas para propulsão de navios e submarinos
-Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, 
lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No 
controle de produção; no controle do desgaste de 
materiais; na determinação de vazamentos em 
canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos; 
na esterilização de seringas descartáveis; etc.
 ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL CIRÚRGICO
Aplicações na Medicina : no diagnóstico das 
doenças, com traçadores = tireóide( I131), tumores 
cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc
FAMÍLIAS RADIOATIVAS
 Os elementos com número atômico igual ou superior a 
84 são radioativos, assim como o Tc(Z=43) e o 
Pm(Z=61). Os elementos de número atômico superior 
ao do urânio são todos artificiais (assim como o Tc e o 
Pm). 
Na natureza existem elementos radioativos que 
realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas, 
até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso 
significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo 
não possui, ainda, uma organização interna estável e, 
assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la 
e, ainda não conseguindo, prossegue, até atingir a 
configuração de equilíbrio 
FAMÍLIAS RADIOATIVAS NATURAIS
SÉRIE DO URÂNIO SÉRIE DO ACTÍNIO SÉRIE DO TÓRIO
Urânio-238
4,5.109 de anos
 
Tório-234
24,1 dias
 
Protactínio-234
1,14 minutos
 
Urânio-234
2,7.105 anos
 
Tório-230
8,3.104 anos
 
Rádio-226
1 590 anos
 
Radônio-222 
3,825 dias
 
*** 
.. 
Polônio-210
140 dias
 
Chumbo-206
estável
Urânio-235
7,13.108de anos
 
Tório-231
24,6 horas
 
Protactínio-231
32 000 anos
 
Actínio-227
18,9 anos 21,2 anos
   
Frâncio-223 Tório-227
21 minutos 18,9 dias
   
Rádio-223
11,4 dias
 
Radônio-219
3,9 segundos
 
***

Polônio-211
0,005 segundos
 
Chumbo-207
estável
Tório-232
1,39.1010 de anos
 
Rádio-228
5,7 anos
 
Actínio-228
6,13 horas
 
Tório-228
1,9 anos
 
Rádio-224
3,6 dias
 
Radônio-22054,5 segundos
 
***

Polônio-212
0,0000003 segundos
 


Chumbo-208 
estável
REFERÊNCIAS
 DURÁN, J. E. R. Biofísica: fundamentos e aplicações, 2006
 GARCIA, E. Biofísica. ed. Savier, 2006.
 HENEINE, I. F. Biofísica Básica, 2005.
 SCAFF. FÍSICA DA RADIOTERAPIA. SÃO PAULO: REVINTER
 INBRAHIN HENEINE. BIOFÍSICA BÁSICA. ATHENEU
 OKUNO, E., CALDAS, I. L. & CHOW, C.: Física para Ciências 
Biológicas e Biomédicas, Ed. Habla.
 MARGARIDA AIRES. FISIOLOGIA. GUANABARA KOOGAN