CONCEITOS E FUNDAMENTOS DA RADIOATIVIDADE

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O NÚMERO DE MASSA de um átomo, ou também chamado de número de nucleons, é a soma do seu número de prótons e do seu número de nêutrons, sendo representado pela letra “A”. Portanto:

A = Z + N[pic 8]

Um elemento X com massa A, número atômico Z é chamado nuclídeo e representado da seguinte forma:

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Número de massa Elemento químico[pic 9][pic 10]

Número atômico

O número de nêutrons N, quase sempre não vem representado, mas se for necessário, ele deve vir expresso como a seguir:

Número de massa

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Elemento químico[pic 11][pic 12]

Número atômico

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Número de nêutrons

Quem determina as propriedades químicas de um elemento é o número atômico. Por exemplo, um átomo de carbono caracteriza-se por possuir seis prótons no núcleo. Se acrescentarmos mais um próton ao núcleo desse átomo, ele não será mais carbono, ele se tornará o átomo de nitrogênio, que possui propriedades químicas totalmente distintas daquelas do carbono. No entanto, se ao invés de um próton, acrescentarmos um nêutron, esse átomo continuará sendo carbono, uma vez que seu número atômico (Z) continuará sendo o mesmo, porém ele será um átomo de carbono mais pesado, ou com número de massa (A) maior.

Elementos químicos (ou nuclídeos) que possuem o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons, ou seja, diferentes números de massa são chamados de ISÓTOPOS.

Por exemplo, o hidrogênio tem três isótopos: [pic 13]

[pic 14]

O carbono, por exemplo, é encontrado na natureza na forma de três isótopos:

aproximadamente 98,9% dos átomos de carbono possuem A = 12, sendo

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chamados de carbono-12; cerca de 1,1% apresentam A = 13, sendo chamados de carbono-13 e 10-10% apresentam A = 14, sendo chamados de carbono-14.

Para elementos leves, com Z até 20, os principais isótopos têm número de nêutrons igual ao número de prótons. A partir daí, até o último elemento natural que é o urânio (Z = 92), a quantidade de nêutrons nos átomos dos elementos mais pesados vai se tornando maior do que o número de prótons. Por exemplo, o oxigênio-16 possui 8 prótons e 8 nêutrons, enquanto que o chumbo-208 possui

82 prótons e 126 nêutrons.

Se o núcleo é tão pequeno, como os prótons, que possuem carga positiva, conseguem

ficar lá dentro?[pic 15][pic 16]

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Eles não se repelem?

Existe uma força, chamada FORÇA NUCLEAR, também chamada de “força forte” que atua tanto nos prótons quanto nos nêutrons dentro do núcleo e que é fortemente atrativa, desde que as partículas estejam bem próximas umas das outras. Normalmente, em um núcleo estas forças contrabalanceiam as forças elétricas de repulsão e o núcleo fica estável.

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Átomo

[pic 17][pic 18]

2) RADIOATIVIDADE

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Força Nuclear

O esquecimento de uma rocha de urânio sobre um filme fotográfico virgem levou à descoberta de um fenômeno interessante: o filme foi velado (marcado) por “alguma coisa” que saia da rocha, na época denominada raios ou radiações.

Outros elementos pesados, com massas próximas à do urânio, como o rádio e o polônio, também tinham a mesma propriedade.

O fenômeno foi denominado RADIOATIVIDADE e os elementos que apresentavam essa propriedade foram chamados de elementos radioativos.

Portanto, como definição, radioatividade é a mudança espontânea de um núcleo atômico instável em outro núcleo estável ou não, seguida da emissão de radiação ionizante. Esta mudança no núcleo de um átomo é independente de processos físicos e químicos, e é denominada decaimento radioativo.

Comprovou-se que um núcleo instável, por ter excesso de nêutrons ou de prótons, tende a estabilizar-se, emitindo partículas (podendo ser β+, β- ou α). Ao fazer isto, o núcleo pode ficar no estado excitado, e emitirá este excesso de energia na forma de radiação eletromagnética (na faixa γ).

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[pic 19]

Há vários mecanismos pelos quais os núcleos radioativos se desintegram. Os três principais são: desintegração alfa (α), desintegração beta (β- e β+) e desintegração gama (γ). A radiação emitida no processo de desintegração radioativa pode ser corpuscular (α, β-, β+) ou na forma de onda eletromagnética (γ).

2.1 Desintegração Alfa

Átomos que possuem grande massa atômica podem emitir fragmentos do seu núcleo. Os menores fragmentos emitidos são constituídos por dois prótons e dois nêutrons, equivalente ao núcleo do átomo de hélio. Como este foi um dos primeiros tipos de radiação descobertos, o núcleo de hélio emitido foi denominado partícula alfa (α).

[pic 20]

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As modificações nucleares que ocorrem após um

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