Estrutura Nuclear & Isótopos Estáveis e Radioativos

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Estrutura Nuclear & Isótopos

Estáveis e Radioativos

DVTEC – Laboratório de Instrumentação Nuclear

Prof. Dr. Hudson W.P. Carvalho

Group of Applied X-ray Spectroscopy

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Estrutura Nuclear e

Reações Nucleares

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1.5 Isótopos Estáveis e Radioativos

hudson@cena.usp.br

Partículas nucleares

• Prótons e nêutrons constituem o

núcleo atômico

Os experimentos com materiais

radioativos, mostram a existência de

partículas radioativas e também

revelaram a transmutação dos elementos

14

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1.5 Isótopos Estáveis e Radioativos

Partículas radiotivas

Ar vácuo Vácuo Placas carregas Baixo campo E Vácuo Placas carregas Alto campo E +

-Partícula positiva- elevada massa- alfa- núcleo de 4_He

Partícula negativa- baixa massa- beta - elétron

Partícula neutra- gama – não tem massa- radiação eletromagnética de alta energia

Outras partículas que são produto do decaimento nuclear Os nuclídeos instáveis podem também emitir

Prótons Nêutrons

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• A energia da radiação gama é media em

elétonvolt

• Para converter elétronvolt em comprimento

de onda nós usamos a seguinte equação

• E= hc/lambda

• E(eV), h= constant de Plank (eV s ), velocidade

da luz, lambda (m)

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1.5 Isótopos Estáveis e Radioativos

Existem nuclídeos estáveis, ou seja, eles ão se

transformam em outros nuclídeos.

Existem nuclídeos, instáveis, ou radioativos que

vão, cedo ou tarde, em outro nuclídeo.

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A Tabela periódica

hudson@cena.usp.br

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Massa atômica

Como essa massa foi calculada?

p e

Massa = 1

Carga = neutra

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Tabela Periódica dos Isótopos

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Tabela Periódica dos Isótopos

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Espectro de massas do cloro

Qual a massa encontrada na tabela

periódica?

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1.6 Estabilidade Nuclear

hudson@cena.usp.br

par

ímpar

As primeiras indicações da estabilidade vieram da radiação que que os

nuclídeos emitiam

Foi 1896 que H. Becquerel observou que minerais a base urânio

escureciam chapas fotográficos que não haviam sido expostas à luz.

P. e M. Curie mostraram que além do urânio, tório, rádio, e polônio

também emitiam radiação.

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1.6 Estabilidade Nuclear

par

ímpar

Elementos com número atômico par são abundantes do que elementos

do que elementos com número ímpar.

Element o Z Abundância relativa (%) O 8 50 Si 14 26 Al 15 8 Fe 26 5 Ca 20 4 Na 11 3 K 19 2 Mg 12 2

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1.6 Tipos de decaimento

hudson@cena.usp.br

Nuclídeo é um núcleo com uma dada

composição de prótons e nêutrons

14

6

C

13

6

C

Número de prótons Número de prótons Prótons + nêutrons = massa atômica Prótons + nêutrons = massa atômica

Aqui vemos dois nuclídeos do mesmo

elemento

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1.6 Estabilidade Nuclear

Vamos ver a carta de nucídeos

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1.6 Tipos de decaimento

hudson@cena.usp.br

Por que será que elementos

com Z > 82 são radioativos?

Elementos > elevado parecem

ser emissor alfa preferencial

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1.8 Tipos de decaimento nuclear

Emissão beta

prótons nêutrons

14 _C

Elétron (partícula beta)

+

6 prótons 8 neutrôns

Um neutrôn se transforma em próton

E emite uma partícula beta Gama

7 prótons 7 neutrôns

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1.8 Tipos de decaimento nuclear

hudson@cena.usp.br

Captura eletrônica

prótons nêutrons

14 _C

Elétron (partícula beta)