Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova O que você deve saber sobre RADIOATIVIDADE É o fenômeno que ocorre no núcleo do átomo. Muitos núcleos atômicos são instáveis e, para adquirir estabilidade, emitem radiação. Essa instabilidade está relacionada com a proporção entre o número de prótons e o número de nêutrons existentes no núcleo. O fenômeno de emissão de radiação é chamado de radioatividade, e os elementos químicos que possuem essa propriedade são chamados de elementos radioativos.
2 I. Elementos radioativos
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova I. Elementos radioativos Geralmente, elementos químicos com massas próximas à do urânio são radioativos. Professor: o núcleo radioativo (com excesso de energia) se transforma em outro núcleo (estável ou instável) quando emite radiações. Se o núcleo formado for estável, a radiação cessa; se o núcleo formado for instável, a radiação continua, ocorrendo outras transformações. Essa emissão de partículas faz com que um elemento químico radioativo se transforme em outro elemento através de uma reação nuclear em que o núcleo do átomo original sofre alteração. RADIOATIVIDADE
3 ( ) I. Elementos radioativos Radiação alfa ou partícula alfa α 4 2
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova I. Elementos radioativos ( ) 4 2 Radiação alfa ou partícula alfa α RADIOATIVIDADE
4 Radiação beta ou partícula beta ß ou ß
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova I. Elementos radioativos Radiação beta ou partícula beta ß ou ß +1 ( ) -1 RADIOATIVIDADE
5 I. Elementos radioativos
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova I. Elementos radioativos Radiação gama (γ) RADIOATIVIDADE
6 II. Séries radioativas Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova
Dados sobre as quatro séries radioativas Professor: a tabela não se encontra no caderno impresso. Utilize-a para demonstrar aos alunos que os elementos radioativos convergem para um número limitado de isótopos e são núcleos estáveis. RADIOATIVIDADE
7 Animação: Transmutação nuclear
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova Animação: Transmutação nuclear Clique na imagem para ver a animação Professor: na animação temos exemplos de transformação de um elemento em outro. É importante que os alunos percebam que para isso ocorrer basta que o número de prótons de um elemento varie. RADIOATIVIDADE
8 Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova IV. Fissão nuclear RADIOATIVIDADE
9 Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova V. Fusão nuclear RADIOATIVIDADE
10 Animação: Tempo de meia-vida
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova Animação: Tempo de meia-vida Clique na imagem para ver a animação Professor: a animação acima permite fazer a associação entre quantidades de material radioativo e tempo de meia-vida, facilitando bastante a compreensão desse conceito. RADIOATIVIDADE
11 Ivan,vc complementa o recado para o professor, plz?
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova Carbono 14 Carbono 14 PAKHNYUSHCHA/SHUTTERSTOCK Ivan,vc complementa o recado para o professor, plz? Professor: a imagem não se encontra no caderno impresso. É importante explicar aos alunos a forma como funciona a datação radioativa por carbono-14. Cite a eles que, no ser vivo, a taxa de absorção e eliminação do carbono-14 é praticamente igual, de forma que a quantidade desse isótopo em nosso organismo permanece constante. Todo ser vivo tem 10 ppb de carbono-14 RADIOATIVIDADE
12 Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova 1 (UFRJ, adaptado) A produção de energia nas usinas de Angra 1 e Angra 2 é baseada na fissão nuclear de átomos de urânio radioativo 238U. O urânio é obtido a partir de jazidas minerais, no município de Caetité, na Bahia, onde é beneficiado até a obtenção de um concentrado bruto de U3O8 também chamado de yellowcake. O concentrado bruto de urânio é processado em uma série de etapas até chegar ao hexafluoreto de urânio, composto que será submetido ao processo final de enriquecimento no isótopo radioativo 238U, conforme o esquema a seguir. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS O rejeito produzido na etapa de refino contém 206Pb oriundo do decaimento radioativo do 238U. Calcule o número de partículas α e ß emitidas pelo 238U para produzir 206Pb. Dados os números atômicos: U = 92 e Pb = 82. RESPOSTA: RADIOATIVIDADE — NO VESTIBULAR
13 Qual a equação nuclear completa dessa reação?
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova 3 (UFPE, adaptado) Quando nêutrons atingem núcleos de átomos de nitrogênio com número de massa 14, há formação de átomos de carbono com o mesmo número de massa que o dos núcleos bombardeados. Qual a equação nuclear completa dessa reação? Números atômicos: C = 6, N = 7. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: RADIOATIVIDADE — NO VESTIBULAR
14 Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova 7 Estima-se que, no Brasil, a quantidade de alimentos desperdiçados seria suficiente para alimentar 35 milhões de pessoas. Uma das maneiras de diminuir esse desperdício é melhorar a conservação dos alimentos. Um dos métodos disponíveis para tal fim é submeter os alimentos a radiações ionizantes, reduzindo, assim, a população de micro-organismos responsáveis por sua degradação. Uma das tecnologias existentes emprega o isótopo de número de massa 60 do cobalto como fonte radioativa. Esse isótopo decai pela emissão de raios gama e de uma partícula beta (-1ß) e é produzido pelo bombardeamento de átomos de cobalto de número de massa 59 com nêutrons. (UFRJ) EXERCÍCIOS ESSENCIAIS Dados: Co (Z = 27); Ni (Z = 28). a) Escreva a reação de produção do cobalto-60 a partir do cobalto-59 e a reação de decaimento radioativo do cobalto-60. b) Um aparelho utilizado na irradiação de alimentos emprega uma fonte que contém, inicialmente, 100 gramas de cobalto-60. Admitindo que o tempo de meia-vida do cobalto-60 seja de cinco anos, calcule a massa desse isótopo presente após quinze anos de utilização do aparelho. RESPOSTA: RESPOSTA: RADIOATIVIDADE — NO VESTIBULAR
15 a) Que tipo de radiação atinge o detector no ponto 3? Justifique.
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova 9 (Unesp) A natureza das radiações emitidas pela desintegração espontânea do U (A = 234, Z = 92) pode ser estudada através do arranjo experimental mostrado na figura ao lado. A abertura do bloco de chumbo dirige o feixe de radiação para passar entre duas placas eletricamente carregadas, verificando-se a separação em três novos feixes, que atingem o detector nos pontos 1, 2 e 3. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS a) Que tipo de radiação atinge o detector no ponto 3? Justifique. RESPOSTA: Radiação alfa. Trata-se de núcleos de hélio (portanto, partículas com carga elétrica positiva) atraídos pela placa negativa. b) Representado por X o novo núcleo formado, escreva a equação balanceada da reação nuclear responsável pela radiação detectada no ponto 3. RESPOSTA: RADIOATIVIDADE — NO VESTIBULAR
16 determine por quanto tempo a água permaneceu confinada no aquífero.
Qui-cad-2-top-3 – 3 Prova 11 (Unesp) Para determinar o tempo em que certa quantidade de água permaneceu em aquíferos subterrâneos, pode-se utilizar a composição isotópica com relação aos teores de trítio e de hidrogênio. A água da chuva apresenta a relação 1H3 =1,0 · , 1H1 e medições feitas na água de um aquífero mostraram uma relação igual a 6,25 · Um átomo de trítio sofre decaimento radioativo, resultando em um átomo de um isótopo de hélio, com emissão de uma partícula ß-. Forneça a equação química para o decaimento radioativo do trítio e, sabendo que sua meia-vida é de 12 anos, determine por quanto tempo a água permaneceu confinada no aquífero. EXERCÍCIOS ESSENCIAIS RESPOSTA: RADIOATIVIDADE — NO VESTIBULAR