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Professor: Carlos VitorinoQuí.
Radioatividade
07
nov
RESUMO
Introdução
Em 1896, o físico francês Antonine-Henri Becquerel percebeu que um sal de urânio, o sulfato duplo de potássio e urila, era capaz de sensibilizar o negativo de um filme fotográfico, recoberto por papel preto ou ainda por uma fina lâmina de metal. As radiações emitidas pelo material apresentavam propriedades semelhantes à dos raios X, que foi denominada radioatividade.
Em 1897, Marie Sklodowska Curie (1867-1934) demonstrou que a intensidade da radiação é proporcional à quantidade de urânio na amostra e concluiu que a radioatividade é um fenômeno atômico.
Nesse mesmo ano, Ernest Rutherford criou uma aparelhagem para estudar a ação de um campo eletromagnético sobre as radiações.
Rutherford concluiu que os raios alfa e beta, como sofrem desvio no campo magnético, devem apresentar carga elétrica, ao passo que os raios gama não devem ter. Os raios beta são atraídos pela placa positiva; devem, portanto, ter carga negativa. Com o mesmo raciocínio pode-se deduzir que os raios alfa têm carga positiva.
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Leis da Radioatividade
- 1ª Lei: a emissão de partículas α
O átomo de um elemento radioativo, ao emitir uma partícula
α
, da origem a um novo elemento, que apresenta o número de massa A com 4 unidades a menos e número Z com 2 unidades a menos.Exemplo
A
X
z
4α
2+
A-4Y
Z-2Explicação: uma partícula
α
é constituída de 2 prótons e 2 nêutrons, e a emissão de uma delas originará um novo elemento, com 2p e 2n a menos.- 2ª Lei: lei de Soddy, Fajan e Russel
Quando um átomo de um elemento radioativo emite uma partícula β, ele se transforma em um novo elemento de mesmo número de massa, mas o seu número atômico apresenta uma unidade a mais.
A
X
z 0
β
-1+
AY
Z+1Explicação: quando ocorre a emissão de uma partícula beta, um nêutron presento no núcleo de decompõe dando origem a um próton, a um elétron e uma subpartícula atômica denominada antineutrino. O próton permanece no núcleo; o elétron e o antineutrino são emitidos.
Tempo de meia-vida
Tempo necessário para que a metade dos núcleos radioativos se desintegre, ou seja, para que uma amostra radioativa se reduza a metade.
Perceba que a cada período de meia vida a % na amostra cai pela metade.
EXERCÍCIOS DE AULA
1.
No processo de desintegração natural de 92U238, pela emissão sucessiva de partículas alfa e beta,forma-se o 88Ra226. Os números de partículas alfa e beta emitidas neste processo são, respectivamente, a) 1 e 1.
b) 2 e 2. c) 2 e 3. d) 3 e 2. e) 3 e 3
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2.
A partir de um átomo radioativo (X), chega-se ao elemento 86Rn220 por meio de duas emissões alfa eduas emissões. Os números atômico e de massa do átomo radioativo são, respectivamente: a) 92 e 224.
b) 92 e 228. c) 88 e 228. d) 88 e 224. e) 90 e 226
3.
Os raios gama oriundos do cobalto 60 ou do césio 137 podem ser usados na radiação em alimentos. Sobre a radiação gama, considere as afirmativas.I. O átomo de cobalto ou de césio, ao emitir radiação gama, resulta em um novo elemento químico não radioativo. II. A radiação gama é uma radiação eletromagnética.
III. A radiação gama não apresenta massa nem carga elétrica. IV. O poder de penetração da radiação gama é muito pequeno. Assinale a alternativa CORRETA.
a) Somente as afirmativas I e IV são corretas. b) Somente as afirmativas II e III são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas.
4.
Um ambiente foi contaminado com fósforo radioativo, 15P32. A meia-vida desse radioisótopo é de 14dias. A radioatividade por ele emitida deve cair a 12,5% de seu valor original após: a) 7 dias b) 14 dias c) 42 dias d) 51 dias e) 125 dias
EXERCÍCIOS DE CASA
1.
Após algumas desintegrações sucessivas, o 90Th232, muito encontrado na orla marítima de Guarapari(ES), se transforma no 82Pb208. O número de partículas e emitidas nessa transformação foi,
respectivamente, de: a) 6 e 4 b) 6 e 5 c) 5 e 6 d) 4 e 6 e) 3 e 3
2.
Na usina coreana de Wolsung, cerca de 50 litros de água pesada vazaram (...), e puderam ser A água pesada (D2O) é constituída por deutério e oxigênio, e é um subproduto das usinas nucleares,sendo obtida através do bombardeamento do núcleo de hidrogênio.
De acordo com a reação acima, X é um(a): a) elétron.
b) nêutron. c) partícula α.
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d) partícula β. e) partícula γ
3.
Quando um átomo de isótopo 228 do elemento químico tório libera uma partícula alfa (partícula com 2 prótons e número de massa igual a 4), originando um átomo de rádio, de acordo com a equação:valores de x e y são, respectivamente: a) 88 e 228.
b) 89 e 226. c) 91 e 227. d) 90 e 224. e) 92 e 230.
4.
Considere as seguintes afirmações:I. A radioatividade foi descoberta por Marie Curie.
II. A perda de uma partícula beta de um átomo de 33As75 forma um átomo de número atômico maior.
III. A emissão de radiação gama a partir do núcleo de um átomo não altera o número atômico e o número de massa do átomo.
IV. A desintegração de 88Ra226 a 83Po214 envolve a perda de 3 partículas alfa e de duas partículas beta.
Das afirmações feitas, estão CORRETAS: a) apenas I e II.
b) apenas I e III. c) apenas I e IV. d) apenas II e III. e) apenas II e IV.
5.
Um átomo de 92U 238 emite uma partícula alfa, transformando-se num elemento X, que, por sua vez,emite uma partícula beta, dando o elemento Y, com número atômico e número de massa respectivamente iguais a: a) 92 e 234 b) 91 e 234 c) 90 e 234 d) 90 e 238 e) 89 e 238
6.
Detectores de incêndio são dispositivos que disparam um alarme no início de um incêndio. Um tipo de detector contém uma quantidade mínima do elemento radioativo amerício-241. A radiação emitida ioniza o ar dentro e ao redor do detector, tornando-o condutor de eletricidade. Quando a fumaça entra no detector, o fluxo de corrente elétrica é bloqueado, disparando o alarme. Este elemento se desintegra de acordo com a equação a seguir:Nessa equação, é correto afirmar que Z corresponde a: a) uma partícula alfa.
b) uma partícula beta. c) radiação gama. d) raios X.
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7.
Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear:Nesse decaimento, liberam-se apenas: a) nêutrons.
b) prótons.
c) partículas α e partículas β . d) partículas β .
e) partículas α.
8.
O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera grande quantidade de 38Sr90 radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser este isótopo a única contaminação radioativa e sabendo que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade de 38Sr90 sereduzir, por desintegração, a 1/16 da quantidade inicialmente presente, o local poderá ser habitado novamente a partir do ano de:
a) 2014 b) 2098 c) 2266 d) 2986 e) 3000
9.
A Tomografia PET permite obter imagens do corpo humano com maiores detalhes, e menor exposição à radiação, do que as técnicas tomográficas atualmente em uso. A técnica PET utiliza compostos marcados com 6C 11. Este isótopo emite um pósitron, +1e 0 , formando um novo núcleo, em um processocom tempo de meia-vida de 20,4 minutos. O pósitron emitido captura rapidamente um elétron, -1e 0 ,
e se aniquila, emitindo energia na forma de radiação gama.
a) Escreva a equação nuclear balanceada que representa a reação que leva à emissão do pósitron. O núcleo formado no processo é do elemento B(Z=5), C(Z=6), N(Z=7) ou O(Z=8)?
b) Determine por quanto tempo uma amostra de 6C 11 pode ser usada, até que sua atividade radioativa
se reduza a 25% de seu valor inicial.
10.
Glenn T. Seaborg é um renomado cientista que foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química em 1951, por seus trabalhos em radioquímica. Em 1974 foi sintetizado, nos Estados Unidos, o elemento de número atômico 106 que, em sua homenagem, teve como nome proposto Seaborgium (106Sg).a) O bombardeio do 98Cf249 por um elemento X produz o 106Sg263 e 4 nêutrons. Determine o número
atômico e o número de massa do elemento X.
b) Sabendo que um determinado isótopo do 106Sg perde 50% de sua massa inicial em 10 segundos,
