Radioatividade Teoria

2. Emissões radioativas:
-Alfa :são partículas pesadas que possuem 2 prótons e 2
nêutrons ( núcleo de He). São lentas, de velocidade aproximadamente
igual a 20 000 km/s. Poder de penetração muito pequeno. Têm um alto
poder de ionização.

4
2
-Beta : são partículas leves sem massa, semelhantes aos
elétrons, possuem carga negativa. Têm um poder de penetração
médio de até 2 mm de chumbo. Pequeno poder de ionização e
velocidade de 90% da velocidade da luz.

0
1
-Gama : são radiações eletromagnéticas sem massa ou
carga. Velocidade igual a velocidade da luz. Altíssimo poder de
penetração, até de 5mm de chumbo. Poder de ionização
desprezível.

0
0

3. Leis da radioatividade:
Primeira Lei de Sody: Quando um nuclídeo emite uma partícula alfa
seu número de massa diminui de 4 unidades e seu número atômico
diminui de duas unidades.
YX
A
Z
A
Z
4
2
4
2



Segunda Lei de Sody:Quando um nuclídeo emite uma partícula beta,
seu número de massa não altera e seu número atômico aumenta de 1
unidade.
YX
A
Z
A
Z 1
0
1 

As partículas beta, são elétrons emitidos, quando um núcleo instável,
tem seus nêutrons se transformando em 1 próton, 1 elétron , radiações
gama e 1 neutrino.(Hipótese de Sody)
+ +
Nêutron próton beta neutrino

4. Cinética das Radiações
Meia-vida ou período de semi-desintegração ( P ): tempo que uma
amostra, gasta para se reduzir a metade.
P = 0,7 . Vm
Velocidade de desintegração: chamando de n
0
o número de átomos
radioativos e de n o número de átomos radioativos que não sofreram
desintegração, após um intervalo de tempo t, teremos como velocidade
média de desintegração:
Δt
Δ
v
n
m
Velocidade instantânea de desintegração: é o limite da velocidade média
quando t tende a zero.

5. Transmutações nucleares artificiais
Transmutação: quando um núcleo transforma-se em outro.
Exemplos:
pON
1
1
17
8
4
2
14
7

Primeira transmutação artificial,
realizada por Rutherford em 1919.
nCBe
1
0
12
6
4
2
9
4 
Descoberta do nêutron por
Chadwick em 1932
nPAl
1
0
30
15
4
2
27
13
 Primeiro radio-isótopo artificial
obtido por Irene e Frédéric Joliot
em 1933. O fósforo se desintegra,
emitindo um pósitron.
eSiP
0
1
30
15
30
15 


6. Medidas de radiação
Para sabermos, os limites que podemos suportar de radiações, devemos
saber alguns conceitos sobre algumas novas grandezas:
-Intensidade de radiação: número de desintegrações por unidade de tempo.
São medidas em Becquerel.( 1 Bq corresponde a 1 desintegração por
segundo. Cada estalo no contador Geiger  1 emissão alfa ou beta.
-Dose absorvida de radiação ( D
AB): energia absorvida por quilograma de
ser vivo. A unidade usada é o gray ( Gy) que equivale a um joule por
quilograma.
-Fator de qualidade (Q): corresponde aos efeitos radioativos de cada
radiação. Ex: alfa  Q = 20; beta e gama Q = 1
-Juntando todas as grandezas teremos: Dose equivalente = D
AB
.Q = (Sv-
sievert) D
EQ
= D
AB
.Q

7. Dose equivalente (Sv) Efeitos no homem
0  0,25 Não provoca efeitos clínicos
0,25  0,50
Provoca diminuição de glóbulos
brancos temporária
1,0  2,0 Redução séria no número de
leucócitos e náuseas
5,0 Após trinta dias, morte de 50% da
área atingida
20,0
Após algumas horas, morte total da
área atingida

8. Reação de fissão nuclear: Reação em cadeia, onde
radioisótopos maiores se desintegram em radioisótopos
menores, liberando nêutrons mais energia. Princípio das
bombas atômicas e reatores nucleares.
Nêutrons 
92
U
235

36
Kr
92
+
56
Ba
141
+ nêutrons + Energia
Reação de fusão nuclear: Reação onde radioisótopos
menores são fundidos em radioisótopos maiores, liberando
uma quantidade de energia muito maior que numa reação
de fissão. Exigem uma temperatura muito alta.

1
H
2
+
1
H
3

2
He
4
+
0
n
1
+ energia

9. Importante
-Radioatividade: capacidade de núcleos instáveis de emitir raios (radiação, partículas).
-Nuclídeo: denominação usada por cientistas para se referirem a núcleos capazes de emitir
radiações. Esse nuclídeo possui um número de massa e um número atômico.
-Becquerel: cientista que descobriu que uma amostra de Urânio era capaz de emitir “raios”.
-Ernest Rutherfor: estudou o comportamento das emissões radioativas à ação de campos
elétricos. Verificou a existência das partículas alfa e beta.
-Paul Ulrich Villard : verificou a presença de um outro tipo de radiação: os raios gama.
-Pierre e Marie Curie: casal que dedicou toda uma vida aos estudos, principalmente ao estudo
da radioatividade. Descobriram os elementos radioativos: Polônio e Rádio. Pierre e Marie
Curie receberam o Prêmio Nobel de Física em 1903, junto com outro grande cientista, Henri
Becquerel.
Constante Radioativa (C): fração de átomos que se desintegra numa certa unidade de tempo.
Vida Média (Vm): média aritmética dos tempos de vida dos átomos de uma amostra
radioativa. É dada pelo inverso da constante radioativa.
Meia-vida ou Período de Semi-desintegração(P): é o tempo necessário para que uma amostra
se reduza pela metade.

10. -Quando falamos que um nuclídeo possui uma constante radioativa igual a
estamos querendo dizer que de cada 25 nuclídeos radioativos, 1 se desintegra
por minuto.
-No exemplo acima a vida média dos nuclídeos será igual ao contrário da
constante: Vm = 1/C  Vm = 25 minutos, isto quer dizer que a média
aritmética dos tempos de vida dos nuclídeos dessa amostra é igual a 25 minutos.
-Supondo que uma amostra de 100 gramas do nuclídeo acima tenha meia-vida
ou período de semi-desintegração igual a 4 minutos, podemos dizer que após 4
minutos essa amostra reduz `a metade (50gramas).
-Os exercícios poderão tratar como quantidade inicial, massa, velocidade,
número de desintegrações, intensidade etc, basta trabalharmos com a expressão
que aparece na próxima tela.
1
min
25
1


11. Imaginem uma amostra radioativa de massa m
0
, que após certo tempo tem sua
atividade reduzida pela metade e assim sucessivamente até parar numa massa m.
1P 2 P 3 P x P
m
final
tempo
x
0
3
0
2
00
0
2
m
2
m
2
m
2
m
m 
p
t
x onde 2
m
m
m
2
m
final
0
finalx
0

x
m
0 = massa, velocidade, desintegrações etc sempre inicial
m
final = massa, velocidade, desintegrações etc sempre final
t = tempo total da desintegração
p = meia-vida ou período de semi-desintegração