APOSTILA – RADIAÇÃO
O que é radiação?É a propriedade que núcleos instáveis possuem de emitir partículas e ondas para se tornarem estáveis. Os núcleos instáveis são, normalmente, os de número atômico maior que 82.
As emissões radioativas, também chamadas decaimento radioativo, são reações nucleares.
Possíveis Emissões Radioativas
NOME SÍMBOLO NATUREZA COMPOSIÇÃO CARGA MASSA
ALFA 4α
2 Partícula 2p +2n +2 4u
BETA 0β
-1 Partícula 1e- -1 1/1836u
GAMA 0γ
0 Onda eletromagnética Energia 0 0
NÊUTRON 1n
0 Partícula 1n 0 1u
PRÓTON 1p
1 Partícula 1p +1 1u
Poder De Penetração
REAÇÃO QUÍMICA
Relacionada à
eletrosfera
Não há mudança
de elemento
químico
Conservação do
número atômico
(Z)
REAÇÃO NUCLEAR
Relacionada ao
núcleo atômico
Há mudança de
elemenro
químico
Variação do
número atômico
(Z)
Disciplina:
NOTA
Professor
RADIOATIVIDADE
Aluno(a):
Nº
Reações Nucleares
EMISSÃO: Um nuclídeo instável libera alguma partícula e gera um novo elemento químico
ZXA → 2α4 + z -2YA - 4
Como exemplo do que foi exposto, podemos organizar a desintegração do urânio:
92U238 → 2α4 + 90Th234
TRANSMUTAÇÃO: transformação de um nuclídeo em outro, provocada pelo bombardeamento com uma partícula. Tal reação pode resultar numa agregação ao nuclídeo da partícula usada no bombardeio com liberação (ou não) de partículas.
2α4 +7N14 8O17 + +1p1
FISSÃO: Quebra de um núcleo grande em núcleos menores.
1n0 + 235U92140Ba56 + 93Kr36 + 3 1n0
FUSÃO: junção de pequenos núcleos com formação de núcleos maiores.
2H
1 + 3H14He2 + 1n0
É importante notar que em todos os casos, há conservação do número atômico e da massa atômica.
Tempo De Meia Vida (t1/2 Ou P)
É o tempo necessário para que metade da quantidade de um radionuclídeo sofra decaimento radioativo. Quando a massa de um radioisótopo se reduz à metade, também se reduzem à metade o número de átomos, a quantidade em mols e a atividade radioativa do radioisótopo.
EXERCÍCIOS
1) Equacione a emissão de partículas alfa pelos elementos:
a) rádio-228 b) polônio-216 c) chumbo-210 d) bismuto-211
2) Equacione a emissão de partículas beta pelos elementos:
a) chumbo-212 b) mercúrio-206 c) bismuto-210 d) frâncio-223
3) Identifique o símbolo que substitui corretamente a interrogação nas seguintes equações radioquímicas:
a) (?) alfa + 218Po b) (?) beta + 214Po
c) (?) alfa + 219At d) (?) alfa + 227Ac
e) (?) beta + 219Rn
Com base nos conhecimentos das equações de emissões de partículas alfa e beta, reescreva as reações a seguir identificando quais radiações foram emitidas. Substitua as letras A, B, C, D e E pelos respectivos símbolos dos elementos químicos (consulte a tabela periódica).
E
D
C
B
A
227 77 231 79 231 78 231 77 23579
5) Um determinado elemento X de número de massa 131 e número atômico 53 emitiu uma partícula beta e em seguida uma partícula gama. Qual deve ser a notação do elemento formado?
6) Em recente experimento com um acelerador de partículas, cientistas norte-americanos conseguiram sintetizar um novo elemento químico. Ele foi produzido a partir de átomos de cálcio (Ca), de número de massa 48, e de átomos de plutônio (Pu), de número de massa 244. Com um choque efetivo entre os núcleos de cada um dos átomos desses elementos, surgiu o novo elemento químico.
Sabendo que nesse choque foram perdidos apenas três nêutrons, os números de prótons, nêutrons e elétrons, respectivamente, de um átomo neutro desse novo elemento são:
a) 114, 178 e 114 b) 114, 175 e 114 c) 114, 289 e 114 d) 289, 175 e 111.
7) Relacione as radiações naturais alfa, beta e gama com suas respectivas características:
1. alfa (α) 2. beta (β) 3. gama (γ)
• Possuem alto poder de penetração, podendo causar danos irreparáveis ao ser humano.
• São partículas leves, com carga elétrica negativa e massa desprezível.
• São radiações eletromagnéticas semelhantes aos raios X, não possuem carga elétrica nem massa. • São partículas pesadas de carga elétrica positiva que, ao incidirem sobre o corpo humano, causam apenas queimaduras leves.
A sequência correta, de cima para baixo, é:
a) 1, 2, 3, 2. b) 2, 1, 2, 3. c) 3, 2, 2, 1. d) 3, 2, 3, 1.
8) O urânio-235 é usado para abastecer as usinas nucleares e que o processo de obtenção de energia elétrica nestas usinas envolve o bombardeamento do urânio com nêutrons e que esta reação gera muitos subprodutos, complete as reações a seguir substituindo as letras A, B, C, D e E pelos valores corretos. (Onde A é a massa atômica do plutônio, B é a quantidade de partículas alfa, C a quantidade de partículas beta, D é o número atômico do elemento X e E, o número atômico do elemento Z.)
Z
X
X
n
U
U
C
B
U
U
Pu
239 E 0 1 239 D 239 D 1 0 238 92 227 92 0 1 4 2 235 92 235 92 4 2 A 94
9) (UnB-DF) Ao acessar a rede Internet, procurando algum texto a respeito do tema radioatividade, no "Cadê?" (http://www.cade.com.br), um jovem deparou-se com a seguinte figura, representativa do poder de penetração de diferentes tipos de radiação:
Com o auxílio da figura, julgue os itens a seguir: ( ) A radiação esquematizada em II representa o poder de penetração das partículas beta.
( ) A radiação esquematizada em III representa o poder de penetração das partículas alfa.
( ) As partículas alfa e beta são neutras.
( ) Quando um núcleo radioativo emite uma radiação do tipo I, o número atômico é alterado.
10) (UFV-2006) Ao emitir uma partícula alfa, o isótopo radioativo de um elemento transforma-se em outro elemento com número atômico e número de massa menores, conforme ilustrado pela equação a seguir:
A emissão de uma partícula beta por um isótopo radioativo de um elemento transforma-o em outro elemento de mesmo número de massa e número atômico uma unidade maior, conforme ilustrado pela equação a seguir:
91Pa234 partícula beta + 91U234.
Com base nas informações dadas acima, julgue as alternativas relacionadas às características das partículas alfa e beta
( ) A partícula α tem 2 prótons e 2 nêutrons. ( ) A partícula α tem 2 prótons e 4 nêutrons.
( ) A partícula β tem carga negativa e massa comparável à do elétron.
( ) A partícula β, por ter massa maior que a partícula α, tem maior poder de penetração.
11) (UFU-2008) Para determinar a idade da Terra e de rochas, cientistas usam radioisótopos de meia-vida muito longa, como o Urânio-238 e o Rubídio-87. No decaimento radioativo do Rubídio-87 há emissão de uma partícula beta negativa. Nesse caso, o elemento formado possui
A) 49 prótons e 38 nêutrons. B) 37 prótons e 50 nêutrons. C) 39 prótons e 48 nêutrons. D) 38 prótons e 49 nêutrons.
12) (UFU-1998) O ítrio (Y) é um elemento que tem diversas aplicações, podendo ser empregado, por exemplo, no tratamento do câncer, em cerâmicas refratárias, em televisores coloridos e em lentes para câmaras fotográficas. Em relação ao íon 90Y3+, podemos afirmar que
I- tem 39 elétrons. II- tem 39 nêutrons. III- tem 51 nêutrons. IV- pode formar 90Y(NO
3)3.
Assinale a alternativa que apresenta somente afirmativas verdadeiras. A) III e IV B) I e II C) I e III D) I e IV E) II e IV
13) Nos produtos de fissão do urânio-235, já foram identificados mais de duzentos isótopos pertencentes a 35 elementos diferentes. Muitos deles emitem radiações alfa, beta e gama, representando um risco à população. Dentre os muitos nuclídeos presentes no lixo nuclear, podemos destacar o césio-137 (137Cs),
responsável pelo acidente ocorrido em Goiânia. Partindo do iodo-137 (137I), quantas e de que tipo serão
as partículas radioativas emitidas até se obter o césio-137. a) 1 partícula beta
b) 1 partícula alfa c) 2 partículas beta d) 2 partículas gama
14) Analise o gráfico a seguir onde foi determinada a massa do isótopo ZXA em tempos diferentes.
Determine o tempo necessário para que a massa reduza para 40% da inicial.
15) Com um tempo de meia-vida de 3,8 dias, calcule o
tempo necessário para que a massa inicial (m0) de
Rn
222
86 , retido nos pulmões de uma pessoa, seja
reduzido a m0/16 pela conversão em
Po
218
84 .
16) Sabendo-se que o tempo de meia-vida do césio-137 é de 30 anos, é correto afirmar que os materiais permanecerão perigosos para o meio ambiente por 180 anos? Justifique sua resposta.
18) Ainda sobre o radioisótopo da questão anterior, julgue as afirmativas:
a) A massa do estrôncio reduzirá à 3,125% da inicial após 140 anos?
b) Após 9 meias-vidas a massa do isótopo será reduzida a 0,1% da inicial?
19) O carbono 14 existe em todos os seres vivos, na proporção de 10ppb (partes por bilhão). Quando morrem, eles deixam de incorporar átomos de carbono dos alimentos, e a quantidade de radioisótopos começa a diminuir. O gráfico ilustra como acontece o decaimento do carbono 14 em função do tempo:
A partir dessas informações, responda:
a) Qual a meia-vida do 14C?
b) Calcula-se que o linho que envolvia os pergaminhos do Livro de Isaías, descoberto em uma caverna de Israel,
tenha aproximadamente 2000 anos. Qual a quantidade (em ppb) de carbono-14 existente nesta amostra?
20) O isótopo radioativo 86Rn222, formado a partir de 92U238 por emissões sucessivas de partículas alfa e
beta, é a principal fonte de contaminação radioativa ambiental nas proximidades de jazidas de urânio. Por ser gasoso, o isótopo 86Rn222 atinge facilmente os pulmões das pessoas, onde se converte em 84Po218,
com um tempo de meia-vida de 3,8 dias. Baseado nessas informações, julgue as afirmativas a seguir:
( ) São quatro o número de partículas alfa emitidas, considerando a formação de um átomo de radônio, no processo global de transformação do 92U238 em 86Rn222.
( ) O tempo necessário para que o número N0 de átomos de 86Rn222, retido nos pulmões de uma
pessoa, seja reduzido a N0/16 pela conversão em 84Po218 é de 11,4 dias.
( ) As partículas emitidas na transformação do 92U238 em 86Rn222 tem baixo poder de penetração.