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RADIOACTIVIDADE. Radioatividade Em 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila : K 2 (UO 2 )(SO 4 ) 2 , conseguia impressionar chapas fotográficas. Henry Becquerel.
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RadioatividadeEm 1896, acidentalmente, Becquerel descobriu a radioatividade natural, ao observar que o sulfato duplo de potássio e uranila : K2(UO2)(SO4)2 , conseguia impressionar chapas fotográficas. Henry Becquerel
Em 1898, Pierre e Marie Curie identificaram o urânio, o polónio (400 vezes mais radioativo que o urânio) e depois, o rádio (900 vezes mais radioativo que o urânio).
Novas descobertas demonstraram que os elementos radioactivos naturais emitem três tipos de radiações:α, βe γ . No começo do século XX, Rutherford criou uma aparelhagem para estudar estas radiações. As radiações eram emitidas pelo material radioativo, contido no interior de um bloco de chumbo e submetidas a um campo magnético. A sua trajetória era desviada.
A "ciência nuclear" começou com Albert Einstein (1879-1955)quando reconheceu que a matéria e a energia eram equivalentes e traduziu essa equivalência através da famosa equação E = m c2 Uma pequena quantidade de matéria geraria uma enorme quantidade de energia e vice-versa
Confirmação da sua teoria Em Paris, em 1933, Iréne e Frédéric Joliot-Curie tiraram uma fotografia mostrando a conversão de energia em massa: Nota-se a criação de duas partículas que se afastam uma da outra, a partir de um quantum de luz (invisível aqui).
Em Cambridge, Inglaterra, era observado o processo inverso, a conversão de massa em energia. John Cockcroft e E. T. S. Walton "separaram" o átomo obtendo fragmentos que tinham ligeiramente menos massa que o átomo original, libertando grande quantidade de energia. A massa do núcleo de hélio, 4,0015 u é menor que a soma das massas de dois protões e dois neutrões, 4,0320 u. A energia equivalente à diferença de massas, 0,0305 u, é a energia nuclear que mantém juntos os nucleões. As massas nucleares são medidas em unidades de massa atómica = u 1 u = 1,66x 10 – 27 Kg
É no século XX, ao estudar-se a constituição do átomo, que se descobre a força nuclear forte, responsável pela união dos protões e dos neutrões no núcleo atómico. Na formação de um núcleo atómico, a partir de protões e de neutrões, existe uma quantidade de massa que é convertida numa determinada quantidade de energia, designada por energia de ligação nuclear que mantém juntos os nucleões.
A estabilidade de um núcleo é associada à razão neutrão/protão, N/Z • Verificam-se núcleos estáveis se: • A razão n/p > 1 para átomos com Z elevado; • A razão n/p 1 para átomos com Z baixo; • O nº de p for 2,8,20,28,50,82 e 114; • O nº de n for 2,8,20,28,50,82,126 e 184; • O nº de nucleões for par;
A energia de ligação nuclear alcança um máximo de 8,79 MeV /nucleão para o 56Fe. 1 e.V = 9,3432 x 10 -19 J Há um aumento de instabilidade quando elementos muito mais leves se juntam para originar elementos mais pesados superiores a 56Fe e quando elementos mais pesados se separam para dar origem a elementos mais leves que 56Fe.
Gráfico do nº de neutrões em função do nº de protões para átomos instáveis
A instabilidade do núcleo conduz ao aparecimento da radioactividade ou decaimento radioactivo. Radioactividade ou decaimento radioactivo é a desintegração espontânea de um núcleo instável de um átomo, com emissão de partículas , de partículas , de radiações electromagnéticas de alta frequência , entre outras, até se tornar estável.
Núcleos com excesso de neutrões decaem via − ou seja, com emissão de electrões. Tendem a diminuir os neutrões e a aumentar os protões .
Núcleos com excesso de protões decaem via + ou seja, com emissão de positrões Tendem a diminuir os protões e a aumentar os neutrões.
Radiação pode ocorrer após decaimentos ou porque o núcleo se tornou muito energético.
EXERCÍCIOS: 1. Calcular a energia de ligação para o núcleo de ferro 56. 2.Para o nuclido , sabendo que a sua massa atómica é 61,928349 u, calcular: 2.1 a variação de massa do núcleo. 2.2 a energia de ligação nuclear. 2.3 a energia de ligação por nucleão. 3. Na altura do Big Bang houve desintegrações sucessivas de matéria e antimatéria. Hoje, os positrões são utilizados em medicina nas análises por tomografia de emissão de positrões para produzir radiação gama por colisão com um electrão. Calcular a energia do par de fotões que se liberta nesse processo.
