FÍSICA

Prof. Luciano Fontes

Física Moderna

Física Atômica e Nuclear

Física Atômica e Nuclear

* O életron, o núcleo atômico e o modelo de Bohr = FÍSICA ATÔMICA

* A Estrutura do núcleo atômico = FÍSICA NUCLEAR.

• Henri Becquerel ( 1852-1908) RADIAÇÃO. • Pierre e Marie Curie ( 1903) RADIAÇÃO.

RADIOATIVIDADE = É a capacidade de um material emitir radiação, independentemente de estímulos externos.

Física Atômica e Nuclear

http://efisica.if.usp.br/moderna/radioatividade/tipos/

TIPOS de EMISSÃO

• O feixe radioativo. • O poder da penetração dessas

radiações. • Contador Geiger.

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1ª Lei da Radioatividade ( Fredericy Soddy )

Sempre em uma emissão de uma partícula alfa; o número de massa do nuclídeo diminui de 4 unidades e o número atômico diminui de duas unidades. Por exemplo, na transmutação de urânio 238, temos:

(Tório)

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2ª Lei da Radioatividade ( Soddy, Fajans e Russel )

Sempre em uma emissão de partícula beta, o número de massa do nuclídeo não muda e o número atômico aumenta de uma unidade. Por exemplo, na transmutação do bismuto 214, veja:

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CARACTERÍSTICAS:

FÓTONS = É proveniente da energia liberada no decaimento do elétron. Partícula Beta = A emissão se deve ao resultado da liberação da energia nuclear.

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FUSÃO NUCLEAR É o processo no qual dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer e geralmente liberta muito mais energia que consome

Albert Einstein E = m.C2

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1. Um átomo de urânio-235 absorve um nêutron, ocorrendo a fissão em dois novos átomos (fragmentos da fissão), soltando três novos neutrons e energia de ligação;

2. Um desses nêutrons é absorvido por um átomo de urânio-238 e continua a reação. Outro nêutron é perdido, não colidindo com nada, continuando também a reação. Enquanto isso, o terceiro nêutron colide com um átomo de urânio-235, o qual, com a fissão, libera dois nêutrons e determinada energia de ligação;

Reação em cadeia

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FISSÃO NUCLEAR

Física Atômica e Nuclear

FISSÃO NUCLEAR Reação em cadeia

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3. Ambos os nêutrons colidem com átomos de urânio-235; cada fissão libera entre dois e três neutrons; e assim por diante.

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Reator

Bomba

Condensador

Núcleo do Reator

Energia Elétrica

Turbina Gerador

Resfriador

Válvulas de Controle

Água Super Crítica

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USINA NUCLEAR

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Exemplo: Qual das duas reações nucleares fornece mais energia, a fusão nuclear ou a fissão nuclear?

Física Atômica e Nuclear

Exemplo: Qual das duas reações nucleares fornece mais energia, a fusão nuclear ou a fissão nuclear?

Uma reação de fusão do urânio 235 a energia libera 179,4 Mev, enquanto que uma reação de fissão, do deutério com o trítio, fornece 17,6 Mev. Supondo que teremos a mesma quantidade de massa de cada composto, por exemplo, um kilograma de urânio 235 e um kilograma de 2H + 3H. Podemos dividir a energia total liberada pela quantidade de núcleons de cada tipo de reação e, assim, teremos a energia por núcleon, que corresponde basicamente a correspondência em massa. Assim, para a fusão temos, 179,4 Mev por 236 núcleos, que fornece 0,76 Mev/Kg. Enquanto que na fissão temos, 17,6 Mev por 5 núcleons, dando 3,52 Mev/Kg. Dessa forma, a fissão muni 4,63 (3,52 dividido por 0,76) vezes mais energia que a fusãopor cada kilograma de material nuclear.

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Exemplo: A fonte de energia solar são reações nucleares, nas quais é continuamente transformada em energia radiante. O Sol irradia energia com uma taxa de 4. 1026 J/s. Qual a diminuição da massa do Sol por segundo?

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Exemplo: Por que o nêutron é a partícula mais indicada para bombardear núcleos atômicos?

Física Atômica e Nuclear

Exemplo: Por que o nêutron é a partícula mais indicada para bombardear núcleos atômicos?

Porque o nêutron tem carga elétrica nula.