RadioatividadeA descoberta dos raios X

A descoberta dos raios catódicos e os trabalhos posteriores de Crookes despertaram um grande nº de físicos no final do século XIX,Entre eles o alemão Wilheim Konrad Röentgen(1845-1923).

Em um de seus experimentos com raios catódicos, percebeuque um negativo de filme fotográfico virgem tinha sido sensibilizado, posteriormente o cientista concluiu que eles não podiam ser partículas com cargas elétricas, como os raios catódicos, e denominou-os Raios X.

O nome Radioatividade não era usado naquela época,este nome veio porque essas radiações afetavam as emissões de Rádio, atrapalhando o seu funcionamento.

Radioatividade:

É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações eletromagnéticas e partículas de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade. A emissão de partículas faz com que o átomo radioativo de determinado elemento químico se transforme num átomo de outro elemento químico diferente.

Quando descobriu a Radioatividade, o homem passou a desvendar o núcleo do átomo e a sua divisibilidade pôde ser confirmada

Histórico da Radioatividade

Em 1896, o físico francês Antoine-Henri Becquerel, que sededicava ao estudo de substâncias fluorescentes, percebeu que um sal de urânio( sulfato duplo potássio e uranila) era capaz de sensibilizar não só o negativo de um filme fotográfico- mesmo quando esse filme erarecoberto por papel preto, mas também finas lâminas de metal.Becquerel descobridor do Urânio, percebeu que esse material emitia raios com propriedades semelhantes às dos raios X , a ela deu o nome de Radioatividade.

Em 1897, a química Marie Curie(1867-1934) nascida na Polônia e naturalizada francesa ao estudar vários compostos do urânio demons-trou que a intensidade da radiação emitida era proporcional à quantidade de urânio presente na amostra.,logo as radiações eram um fenômeno atômico.

No mesmo ano o físico inglês Rutherford criou uma aparelhagemque permitiu identificar as partículas alfa e beta e ainda concluirque as partículas alfa possuíam maior massa e posteriormente descobriu que eram constituídas de 2 prótons e 2 neutrons.

Em 1900 Becquerel concluiu que as partículas beta eram iguais aos elétrons.

Nesse mesmo ano, o físico francês Paul Villard, repetindo as experiências de Rutherford percebeu a existência de outros raiosque eram afetados pelo campo eletromagnético. Esses raios nãoapresentavam nem massa, nem carga e eram constituídos por ondaseletromagnéticas e foram denominados de raios gama.

Ainda em 1900. Becquerel observou que, quando se obtinha Urânio puro, ela era inicialmente pouco radioativa,mas com o passar dotempo a radiação aumentava sua intensidade.

Para explicar esse fenômeno,Becquerel imaginou que o urânio, ao emitir radiação,se transformava em outro elemento químico.

Essa suposição levou os cientistas a admitirem que o átomo seria constituído de partículas menores, as quais, por sua vez, sofreriamum rearranjo ao emitir radiação, originando átomos de elementosquímicos diferentes.

O químico inglês Frederick Soddy,assistente de Rutherford elaborou as primeiras leis da Radioatividade

1ª Lei: Ao emitir uma partícula alfa, o átomo de um elemento radioativo dá origem a um novo elemento que apresenta nº de massa A com 4 unidades a menos e o nº atômico Z com 2 unidades a menos.Velocidade= 1/10 da velocidade da luz e poder de penetração baixo,asse-melha-se ao átomo de Hélio

2ª Lei: Lei de Soddy,Fajans e RusselAo emitir uma partícula beta, o átomo de um elemento

radioativo se transforma em um novo elemento de mesmo nº de massa,Mas com nº atômico que apresenta uma unidade a mais.A partícula beta se desprende em alta velocidadeNesta emissão um neutron presente no núcleo se decompõe e dá origem, a um próton, a um elétron e uma subpartícula atômica(antineutrino).O próton permanece no núcleo;o elétron e o antineutrino( com carga zero e massa quasezero) são emitidos.

Efeitos biológicos da radiação Quando uma radiação de alta energia atinge umamolécula, esta pode perder elétrons originando íons, ou ainda ter suas ligações rompidas, produzindo espécies com elétrons desemparelhados denominados radicais.

Essas partículas podem ocasionar reações químicas nocivas, provocando uma divisão celular acelerada, principalmente na medula óssea, órgãosreprodutores e nas células responsáveis pelo desenvolvimento em crianças.

A longo prazo, os efeitos provocados pelas radiações de grande energia levam à formação de tumores malignos, anemias e mutações genéticas.

Mutação causada por Exposição à

Radiação

Fissão nuclear

Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável através do seu bombardeamento com nêutrons - obtendo dois núcleos menores, nêutrons e a liberação de uma quantidade enorme de energia.   Em 1934, Enrico Fermi, bombardeando átomos de urânio com nêutrons, observou que os núcleos bombardeados capturavam os nêutrons, originando um material radioativo. Em 1938, Hahn e Strassmann, repetindo a mesma experiência, constataram a existência do bário entre os produtos obtidos. Equacionando

92U235   +   0n1   =   56Ba142   +   36Kr91   +   3 0 n1   +   4,6 . 109kcal

Os nêutrons liberados na reação, irão provocar a fissão de novos núcleos, liberando outros nêutrons, ocorrendo então uma reação em cadeia:

(Condições de temperatura e pressão: 106 ºC  ,  104 atm)

Fusão nuclear:   Fusão nuclear é a junção de dois ou mais núcleos atômicos produzindo um único núcleo maior, com liberação de grande quantidade de energia. Nas estrelas como o Sol, ocorre a contínua irradiação de energia (luz, calor, ultravioleta, etc.)proveniente da reação de fusão nuclear:

   4 1H1   =  2He4   +   outras partículas   +   energia

Usos das reações nucleares: -Produção de energia elétrica: oss reatores nucleares produzem energia elétrica, para a humanidade, que cada vez depende mais dela. Baterias nucleares são também utilizadas para propulsão de navios e submarinos.-Aplicações na indústria : em radiografias de tubos, lajes, etc - para detectar trincas, falhas ou corrosões. No controle de produção; no controle do desgaste de materiais; na determinação de vazamentos em canalizações, oleodutos,...; na conservação de alimentos; na esterilização de seringas descartáveis; etc.-Aplicações na Química : em traçadores para análise de reações químicas e bioquímicas- em eletrônica, ciência espacial, geologia, medicina, etc.-Aplicações na Medicina : no diagnóstico das doenças, com traçadores = tireóide( I131), tumores cerebrais( Hg197 ), câncer ( Co60 e Cs137 ) , etc.-Aplicações na Agricultura ; uso de C14 para análise de absorção de CO2 durante a fotossíntese; uso de radioatividade para obtenção de cereais mais resistentes; etc.-Aplicações em Geologia e Arqueologia: datação de rochas, fósseis, principalmente pelo C14.

Efeitos das radiações:-Efeitos elétricos: o ar atmosféérico e gases são ionizados pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade. O aparelho usado para detectar a presença de radiação e medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza esta propriedade.-Efeitos luminosos : as radiações provocam fluorescência em certas substâncias, como o sulfeto de zinco - esta propriedade é utilizada na fabricação de ponteiros luminosos de relógios e objetos de decoração.-Efeitos biológicos : as radiações podem ser utilizadas com fins benéficos, no tratamento de algumas espécies de câncer, em dosagens apropriadas. Mas em quantidades elevadas, são nocivas aos tecidos vivos, causam grande perda das defesas naturais, queimaduras e hemorragias. Também afetam o DNA, provocando mutações genéticas.-Efeitos químicos : radioisótopos têm sido usados para estabelecer mecanismos de reações nos organismos vivos, como o C14. Radioisótopos sensibilizam filmes fotográficos.

Radiação

Radioatividade

• É um fenômeno tanto artificial quanto natural onde substancias químicas chamadas de elementos radioativos emitem o seu excesso de energia através de radiação, pois o seu núcleo é considerado instável e estão sempre perdendo partículas.

• A Radioatividade espontânea é a que se manifestam nos elementos isótopos na natureza.

• A Radioatividade artificial é aquela feita em transformações nucleares.

Radioatividade

• Quanto a radiação percebeu-se que existia um campo magnético suas emissões foram divididas em três tipos alfa, beta e gama a partir da direção dessas forças ficou obvio que os raios alfa tinham carga positiva, os beta negativa e os gama neutros.

• Existem outras como o positrão em produtos de raios cósmicos .

• As partículas alfa são bem mais massiças que as beta.

Radioatividade

• A radioatividade artificial é produzida quando o núcleo atômico é bombardeado com as partículas adequadas assim, estas penetram o núcleo e criam um novo núcleo que é instável, como consequencia ele acaba se desintegrado posteriormente.

• O estudo da radioatividade promoveu um maior conhecimento sobre os núcleos atômicos e subatômicos, além aproximar a realização do sonho dos alquimistas a transformação de qualquer coisa em ouro.

Utilidades da radiação

Utilidades da radiação• A radioatividade quando usada de forma cuidadosa

promove benefícios para as pessoas. Sua presença consta nos raios X, esterilização de materiais médicos e produção de energia nas usinas nucleares, porém a radiação é mais comum em radioterapias que são tratamentos onde se concentra uma quantidade de radiação na área a ser tratada.

• Industrias também utilizam como forma de impedir que as frutas se estraguem com maior facilidade ou brotem ramificações o alimento é banhado por radiação iônica assim, a validade do alimento é dobrada

Utilidades da radiação• As usinas nucleares desempenham um papel importante pois,

produzem energia com a radiação, basicamente a energia produzida durante a fissão nuclear transforma a água líquida em vapor d´agua que vai em direção a uma turbina, esta começa a se movimentar produzindo energia elétrica.

• Especialistas atualmente pensam em estratégias para contornar problemas gerados pelas explosões em usinas nucleares uma vez que tal coisa provoca catástrofes graves matando seres vivos no alcance.

• Um exemplo clássico aconteceu na usina de Chernobyl foi considerada a maior acidente nuclear na história, pois liberou uma nuvem de radiação que contaminou grande parte da Europa.

Chernobyl em 2012

Chernobyl em 2012

Usina do Japão

Chernobyl – efeito na natureza

Usina Angra dos Reis (Brasil)

Usina Angra dos Reis (Brasil)

Usina Angra dos Reis (Brasil)

Usina Angra dos Reis (Brasil)

Utilidades da radiação

• A radiação também pode ser usada para construção de bombas atômicas, seu efeito é massivo e causa uma destruição horrenda capaz de vaporizar cidades, o seu funcionamento é feito através de fissão e fusão nuclear, no caso da fusão acontece entre elementos leves ( hidrogênio e hélio ) para criar elementos mais pesados que são liberados com uma quantidade de energia incrivelmente alta, esse tipos de bombas também podem ser chamadas de: bombas-H, bombas de hidrogênio ou termoculares, entretanto a fusão requer uma quantidade absurdamente alta de temperatura.

Acidentes radioativos

• Se as pessoas analisam elementos radioativos fica claro que em algum tempo ocorrerá um acidente no Brasil ficou conhecido como o Acidente Radiológico de Goiânia quando em 13 de Setembro de 1987 um aparelho utilizado para radioterapias foi encontrado na parte central do estado de Goiânia em Goiás por catadores de um ferro velho local para eles se tratavam de sucata e infelizmente a máquina contendo Césio 137 foi repassada para outras pessoas e iniciando uma contaminação em série. A contaminação originou-se de uma cápsula de cloreto de césio um sal obtido do radioisótopo 137 ela foi encontrada em uma caixa revestida de chumbo e aço com uma janela feita de irídio, que permitia a passagem de radiação para o exterior.

Acidentes radioativos• Foi no ferro velho que Devair Ferreira encontrou o aparelho

para o reaproveitamento do chumbo, o dono do ferro velho expôs ao ambiente 19,26 g de cloreto de sódio, este era semelhante ao sal de cozinha todavia, liberava um brilho azulado em lugares desprovidos de luz e isso fez com que Devair ficasse encantado. Ele mostra para sua esposa que compartilha com seus amigos e familiares o irmão de Devair, Ivo leva em pouco de Césio para a sua filha, Leide das Neves, que consome as partículas no pão o outro irmão de Devair também se expõe e pelo fato de esse sal ser higroscópico, ou seja absorver a umidade do ar, ele facilmente adere a roupa, pele e utensílios e no dia 23 de Outubro morrem a filha e a esposa de Devair ele passou pelo tratamento porém, acabou morrendo sete anos depois.

Acidentes radioativos

• Os profissionais de saúde, vendo os sintomas tratar-se de algum tipo de doença contagiosa. Maria Gabriela suspeitou do pó como o responsável pelos os problemas e então entregou para as autoridades, então a Comissão Nacional da Energia Nuclear mandou examinar toda a população da região no total foram 112.800 que foram expostas ao efeitos do Césio 137.

• O governo da época tentou minimizar a situação escondendo dados da população que foi submetida à um seleção no Estádio Olímpico de Pedro Ludovico porém, a população aterrorizada procurava ajuda, dizendo que era apenas uma vazamento de gás.

Acidentes radioativos

• Uns dos maiores acidentes já ocorridos foi no Japão na província de Fukushima onde aconteceu uma série de falhas no equipamento de lançamento do material radioativo na Central Nuclear de Fukushima 1 devido ao abalo sísmico seguido de tsunami. Os reatores ativos naquele momento foram fechados automaticamente após o terremoto e os de emergência foram iniciados para manter o processo todavia, estes acabaram sendo desativados pois, a planta inteira foi inundada.

Acidentes radioativos

• Medições realizadas pelo Ministério da Ciência e Educação nas áreas Norte num alcance de 30 a 50 km do local do acidente apresentavam altos níveis de Césio radioativo. Alimentos produzidos na região foram proibidos de serem vendidos.

• O governo agiu informando a população de não usar água da torneiras na preparação de alimentos para as crianças a contaminação também se espalhou para o solo em dois locais da central nuclear. Os trabalhadores foram internados para por terem sido expostos à radiação.

• O pior notícia era de que mesmo com uma força de trabalho super alta levariam anos para concluir a limpeza na área.