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Raios e Radioatividade

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Vitor Filho

on 3 October 2016

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Transcript of Raios e Radioatividade

e
Fissão
Fusão
Classificação
Tipos de Radiação
Raios
Usinas
Conceito
História
Raios
Radioatividade
Com a descoberta da radiação, os cientistas descobriram que existiam partículas ainda menores, tais como:
- Próton
- Nêutron
- Elétron
Também foi descoberto que os átomos não são todos iguais, por exemplo:
O Hidrogênio possui apenas um próton e um elétron.
O átomo de urânio-235 conta com 95 prótons e 143 nêutrons.
No ano de 1986, o físico francês Antoine-Henri Becquerel (1852-1908) observou que um sal de urânio possuía a capacidade de sensibilizar um filme fotográfico, recoberto por uma fina lâmina de metal.
A interpretação de Becquerel era de que o composto emitia algum tipo de raio capaz de atravessar o papel e atuar sobre a chapa. Essa propriedade era semelhante à do raio-X descoberto um ano antes por Wilhelm Conrad Röntgen.
No final de 1897, a polonesa Marie Sklodowska Curie provou que a intensidade da radiação é sempre proporcional à quantidade do urânio empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um fenômeno atômico. Então, passou a se interessar pelo fenômeno descoberto por Becquerel.
Em 1898, com ajuda do marido, o físico francês Pierre Curie, ela descobriu um novo elemento que chamou de polônio. Alguns meses depois ambos descobriram um elemento ainda mais radioativo ao qual deram o nome de rádio.
Radium
Ainda no ano de 1898, Ernest Rutherford utilizou uma tela fluorescente para detectar as radiações provenientes de um material radioativo. Com auxílio de placas metálicas eletricamente carregadas descobriu que havia dois tipos de radiação, que chamou de alfa e beta.
A radiação alfa, segundo ele, deveria ser formada por partículas de carga positiva, uma vez que seu feixe é atraído pela placa negativa. Já a radiação beta, deveria ser formada por partículas negativas, pois seu feixe é atraído pela placa positiva.
Radioatividade é um fenômeno pelo qual os núcleos atômicos sofrem transformações e emitem radiações, podendo nesse processo formar novos elementos químicos.
Existem na natureza alguns elementos fisicamente instáveis cujos átomos, ao se desintegrarem, emitem energia sob forma de irradiação.
Dá-se o nome radioatividade justamente a essa propriedade que tais átomos têm de emitir radiação. Urânio-235, Cobalto-60, Tório-232 são exemplos de elementos fisicamente instáveis ou radioativos
Uranium-235
Cobalt-60
A radioatividade pode ser de dois tipos:
Radioatividade Natural
Radioatividade Artificial ou Induzida
É a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza e poluem o meio ambiente.
Uma utilidade interessante de isótopos radioativos naturais diz respeito ao carbono 14 (C-14).
Sabe-se que essa espécie carbônica possui uma meia-vida de 5.730 anos aproximadamente. A utilização desse conceito se faz importante na arqueologia, as medidas do conteúdo de carbono 14 permitem calcular a idade de objetos históricos como ossos de animais antigos ou múmias de faraós.
Datação por Carbono-14
(Vídeo - 02:15 min)
É provocada por transformações nucleares artificiais, possibilitando a transmutação aos elementos.
Em 1934 surgiu o primeiro isótopo artificial radioativo. O alumínio foi bombardeando com partículas e chegaram a um isótopo radioativo de fósforo.
nêutron
Urânio-235
Urânio-236
Núcleo instável
Criptônio-92
Bário-141
nêutron
ENERGIA
Através de um experimento, Rutherford, colocando uma chapa fotográfica ou material fluorescente perpendicularmente ao feixe de radiações, encontrou marcas feitas por três tipos de radiações, comprovando que a radiação pode ser de três classes diferentes:
1. Radiação Alfa
2. Radiação Beta
3. Radiação Gama
Penetração das radiações Alfa, Beta e Gama de acordo com o material (papel, alumínio e chumbo)
A radioatividade foi descoberta no século XIX. Até esse momento, predominava a ideia de que os átomos eram as menores partículas de qualquer matéria.
placas carregadas
eletricamente
feixe de
radiações
As partículas alfa, por terem massa e carga elétrica relativamente maior que as outras, podem ser facilmente detidas, até mesmo por uma folha de papel; elas em geral não conseguem ultrapassar as camadas externas de células mortas da pele de uma pessoa.
Sendo assim, essas partículas são praticamente inofensivas. Elas desviam-se no sentido da placa negativa com carga +2. Entretanto, podem ocasionalmente penetrar no organismo através de um ferimento ou por aspiração, provocando lesões graves. Sua constituição é de núcleos de Hélio (um próton e dois nêutrons).
Partícula alfa
Radiação alfa (animação)
Desviam-se no sentido da placa positiva, sendo o desvio mais acentuado que o das partículas alfa. São capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos, ocasionalmente danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam engolidas ou aspiradas.
As partículas beta são semelhantes aos elétrons, possuem massa desprezível e carga elétrica igual a -1. São detidas por lâminas de alumínio com 1cm de espessura ou por lâminas de chumbo com espessura maior que 2mm. Ao incidirem sobre o corpo humano, podem penetrar até 2 cm e causar sérios danos.
partícula beta (elétron)

Radiação beta (animação)
Os raios gama não sofrem desvios e são extremamente penetrantes, podendo atravessar o corpo humano, sendo detidos somente por uma parede grossa de concreto ou metal. As radiações gama são semelhantes aos raios X. São ondas eletromagnéticas que não possuem massa e nem carga elétrica.
Radiação gama
Radiação gama (animação)
Existem vários tipos de raios, dentre eles citaremos os de maiores destaques:
Raio Infravermelho (IR)
A radiação infravermelha possui muitas aplicações: desde aquecimento de interiores até o tratamento de doenças de pele e de músculos.
É uma radiação eletromagnética invisível emitida por corpos aquecidos. Tem comprimento de onda entre 1 micrômetros e 1000 micrômetros. Ligeiramente mais longa que a luz visível, situa-se no espectro entre a luz vermelha e as microndas.
Por ser uma onda eletromagnética não necessita de um meio para se propagar, pode se deslocar no vácuo com a velocidade da luz. É assim que o calor viaja do Sol à Terra.
Para produzir o infravermelho, em geral, empregam-se lâmpadas de vapor de mercúrio e de filamento longo incandescente.
A radiação infravermelha é usada para obter fotos de objetos distantes estrelas e nebulosas que são invisíveis com luz normal. Uma outra utilidade deste tipo de radiação é o uso nas fotografias infravermelhas, que são muito precisas.
Raio Ultravioleta (UV)
A radiação UV é produzida por descargas elétricas em tubos de gás. Cerca de 5% de energia mandada pelo Sol consiste nesta radiação, mas a maior parte da que incide sobre a Terra é filtrada pelo oxigênio e pelo ozônio na atmosfera, os quais protegem a vida na terra.
Radiação Solar (vídeo)
Esta radiação é impregnada principalmente em tubos fluorescentes, mas também em aplicações médicas que incluem lâmpadas germicidas, o tratamento do Raquitismo e doenças de pele, enriquecimento de leite e ovos com vitamina D.
Tubos fluorescentes UV
Lâmpada UV Germicida
Bronzeamento artificial
Tratamento de doenças de pele
Psoríase: antes e depois
Os raios UV são divididos em três classes: UV-A, UV-B E UV-C. As ondas de menor período são as mais nocivas aos organismos vivos. A UV-A é mais perigosa e tem período entre 4000A (ângstrons) e 3150A. UV-B tem período entre 3150A e 2800A e causa queimaduras na pele.

Efeitos da radiação solar na pele (vídeo)
Raios Catódicos
Raios catódicos são feixes de elétrons produzidos quando uma diferença de potencial elevada é estabelecida entre dois eletrodos localizados no interior de um recipiente fechado contendo gás rarefeito. Uma vez que os elétrons têm carga negativa, os raios catódicos vão do eletrodo negativo - o catodo - para o eletrodo positivo - o anôdo.
Funcionamento do Raio Catódico
Os raios catódicos são identificados no final do século XIX por Willian Crookes. Os tubos de raios catódicos são usados em osciloscópios e televisões.
Osciloscópio
Televisão de tubo
Raio-X
Os raios X são capazes se atravessar o corpo humano e, durante a travessia, o feixe sofre certo enfraquecimento. Ele provoca a iluminação de certos sais minerais.

O uso do raio X tem sido uma importante ferramenta de diagnóstico e terapia. Os raios X são absorvidos pelos ossos enquanto passam facilmente pelos outros tecidos.
Em 1895 Wilhelm Konrad Von Röntgen descobre acidentalmente os raios X quando estudava válvulas de raios catódicos. Verificou que algo acontecia fora da válvula e fazia brilhar no escuro foco fluorescente. Eram raios capazes de impressionar chapas fotográficas através de papel preto. Produziam fotografias que revelavam moedas nos bolsos e os ossos das mãos. Esses raios desconhecidos são chamados simplesmente de “X”.
Como funciona a radiografia
Créditos
Bibliografia
As usinas nucleares utilizam o princípio da fissão nuclear para gerar calor.
Dentro do Reator Nuclear, centenas de varetas contendo material radioativo são fissionadas, liberando muito calor.
Processo de geração de energia
O elemento radioativo fica no núcleo do reator, onde ocorrem as fissões nucleares. Em contato direto com esse núcleo, a água corre do circuito primário (em amarelo).
Essa água aciona o gerador de vapor, onde, como o próprio nome diz, surge o vapor que será transportado pelo circuito secundário (verde).
O vapor gira uma turbina que move o eixo de um gerador, transformando esse movimento em energia elétrica. Após ser convertida em um transformador, a energia segue para a rede elétrica.
Depois de mover a turbina, o vapor entra no condensador, câmara onde corre a água do circuito terciário (em azul claro), que serve para refrigeração. Com a queda de temperatura, a água do circuito secundário também volta à forma líquida e volta para o gerador de vapor.
Energia nuclear
Vantagens
Desvantagens
- Não libera gases estufa;
- Exigência de pequena área para construção da usina;
- Grande disponibilidade do combustível;
- Pequena quantidade de resíduos;
- Independência de fatores climáticos (ventos, chuvas).
- O lixo nuclear radioativo deve ser armazenado em locais seguros e isolados;
- Risco de acidentes nucleares;
- Problemas ambientais, devido ao aquecimento de ecossistemas aquáticos pela água de resfriamento dos reatores.
Funcionamento de um reator nuclear (video)
• www.biodieselbr.com/energia/nuclear/radiacao-radioatividade.htm

• www.brasilescola.com/quimica/radioatividade.htm

• www.cnen.gov.br/ensino/radioatividade.asp

• www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/radio.pdf

• www.physics.org/article-questions.asp?id=71

• www.fisica.net/quimica/resumo6.htm

• www.fiocruz.br/biosseguranca/Bis/lab_virtual/radiacao

• www.if.ufrj.br/teaching/radioatividade/fnebomba.html

• www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/radioatividade.htm

Alunos:

-Diego Emanuel (nº4)
-Marina Tavares (nº17)
-Mylena Figueira (nº21)
-Paula Pope (nº24)
-Taciani Silva (nº27)
-Vitor Alceu (nº29)

Turma: 3110 (Informática)

É a união de pequenos núcleos atômicos, que formarão um núcleo maior e mais estável. Essa é a fonte de energia e vida das estrelas; um exemplo é o Sol: em seu núcleo ocorrem reações de fusão de hidrogênios originando núcleos de hélio.
A quantidade de energia liberada nessa reação é milhões de vezes maior que a energia de uma reação química comum, e é dois milhões de vezes maior que a energia liberada pela fissão nuclear. Em 1952, o mundo pôde ver o poder dessa reação nuclear quando os EUA lançaram em um atol do Pacífico, a primeira bomba de hidrogênio (“Mike”); esta teve potência mil vezes maior que as bombas de Hiroshima e Nagasaki.
Teste da Bomba H "Ivy Mike" (1952)
Em razão dessa alta energia liberada, o sonho de muitos cientistas é produzir energia por meio desse tipo de reação. No entanto, isso ainda não é possível, porque reações desse tipo somente ocorrem em temperaturas elevadíssimas, como ocorre no Sol. E não é possível trabalhar ainda de maneira controlada com materiais a milhares de graus Celsius.
Para se ter ideia, apenas 2 . 10^(-9) % do deutério daria para fornecer energia elétrica para o mundo inteiro durante um ano.
A fissão nuclear é uma reação que ocorre no núcleo de um átomo. Geralmente o núcleo pesado é atingido por um nêutron, que, após a colisão, libera uma imensa quantidade de energia. No processo de fissão de um átomo, a cada colisão são liberados novos nêutrons. Os novos nêutrons irão colidir com novos núcleos, provocando a fissão sucessiva de outros núcleos e estabelecendo, então, uma reação que denominamos reação em cadeia.
A fim de que os novos nêutrons liberados encontrem novos núcleos, para assim manter a reação em cadeia, após a fissão do núcleo de urânio, deve-se ter uma grande quantidade de urânio-235. Como a concentração de urânio-235 no mineral urânio é pouca, obtém-se o urânio 235 em grande escala através do processo de enriquecimento do urânio.
A fissão nuclear de um átomo de urânio libera grande quantidade de energia, cerca de 200 Mev. Se for descontrolada, a reação será explosiva – é o que acontece com as bombas atômicas.
Fissão Nuclear (Video)
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