capitulô1-Ás rádiáÇõês 299
CopfruloI
Ás rodÍoções Conceilo Radiaíi.ridade ê o Íenõínenop€1oqual um núcleo entidadeterminadas instávelemiteespontaneamente des(particulase ondas),transformandoseem oríro núcleomais eÍável. As entidadesemitìdas pelo núcÌeo recebemgene_ ricamenÍe o nome de /ddidçõe,t.
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mdiãcão
ìffi,ï -
mic do urônio 0s misl0Íi0808
lEn. o íinaldoúculoXlX,0 cientislâ pDcuEva rptq,e.e/{1852.1908) És HenÌi respeito dopodeÍ depene. tiÍa.conclusõsr €manados d0 rnçãodosÌaiosÍluoÌesEntes. a 06sss O fenômenoda radiatividadeê exclusivamente umtubodêÍai0scslódicorerp0ndo hiosúapasfologÍíìcas, envollas 0mpaPel nuclear, isto ê, ele se deve unicamente ao núcleo do
átomo. Fatoresquímicos,estadosfísicos,pressão€ temperatuÍanão intluem na radiatividadede um elemen_ to. Isso porque a radiatividadenão dep€ndeda nuvem eletrônicado átomo, mâs apenase tão soment€ do fato de seu núcleo set instáwl. do uránio,por eìemplo.è .emA radiaLi!idade pre a mesma, não importando o eslâdo fisìco dâ amostra(sólido,liquido ou gát. Tambémnâo influi o fato de o urânio estar isolado (prr'o) ou Ìigado com
de*pdim4ros,BecquÈ l'la*qüênDìa qüeo saldc!Íãnio- sulraio r0lobseN00 duplode potássioe uÍanilodiidrclado orposlo ll(,U0rlsorì, 2H,01-, quando à lu sohremitia, lanbérì\ÍaiosíluorcsrèF ies caFrosdshÌÌpíessionaÍ úapasÍotogÉ. ÍicsslílvollassmpapslpÍslo. I{uma@nàahurcdesas dpdiências, quêo sald0 &cquÌelveíic@,aoacâso, úôÍi0 ìnpíessionava aschapas fotoqrálìc*, pÍol0qid.rpelopapslpÍs10,mamo6lâììd0 guaídadas emümag.velàpdi muitos dias, à luzsDhÌ.EssE Í3tonãopo semsxFosilËo poimeiD s erplicado daÍluorcscêncin, doíia daluzincidcÍte. BscqueÍel dada! ausêncis e4enínedou0utí03soisêmconlal!cm as o Ítccm0 ÍÈ chaFsÍot0gdlicas, s voÍíicou Em 1896,Henfi Becquerc,notou que saisde urâ- suhado semppqueo /.nr,ô6tsvâ píessÍls, nio manchavamÌÌm filme fotográfico. Essefato Ìe- independent0mente d0 esladolhico da vou o cientistaa sug€rÍ que o uÍânio deveriaemitir âÍìoíÍa0udarconditòo{ ambie.les. queo íespon conDluiq /drbs, os quars foram chaÍíados laios de Becquerel. Bscquerel entãD, s a o uÌrnio,ahvó6 Em 189'7,Rutheúod descobriuqueas radiações sávslpch Í€nômcno poderiam aprcsentarcarga positiva ou negativa, da emis6ode iNbl{eÈÉiospenelÍanl€. 0s quaisdsnomi Chamouasradiaçôespositivasde dfa (a) e asnegati- atóeíõo desconhecidos, nourrin ó 4.ra[Ì q!0, depoir,l0Íamcha. yas de beta (ll\. nadoslanhín dsÊiosdeEecquucl. Em 1898, Marie S. C rie, a mais extraordináÍia Es* ciènristr eebeu,iuntaments com0 pesquisadora nocampoda radiatiridade. deuìnicioâ rlsl Cu elPieree Mârie), em1903,opÈ
A rodiolividode norurol
várias experiências,que culrniriaram com a descoberta dos elemen|osnidìo e Dolô io.
7 3O0
unidadeT abdidividáde
EÍÍr 1900, Viuad descobriu um terceiro tipo de radiação, que foi denominado gama (yr. Com isto, chegou-seà conclusãoque existem quenatumlmenteemitemtrêstiposde ra substâncias diâções:alfa, beta e gamâ.
0s flposdeÍodloçôes As trêsmodalidadesde radiações,denominadas, respectivamente,afd, àeta e gama, podem ser separadas por um campo mâgnéticoou por um campo elétrico. ObseÍve,no esquemaabaixo,um campoeléÍÌico separando as radiações provenientes de um materiaÌ radiativo:
RodioÉo o1Ío A radiaçâo alfa (a), também denominada J'drios aua ou paÌtrculasara, sãopanjculaspo,iri!as iguat ao núcleodo átomo do elementohélio, ou seja,cada partícuìaalfa é constituídapor 2 prótons e 2 nêuúons. A partícuÌaâlfa apresenta,então, caíga +2 e massa4.
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A gíondo domo:Modom€ cuÍi€ Á NieÍlìíapolonesa tt le Sklodowrka f/,|,ú {1867l 931)e ssus6p0s0 âble ,r.É (18591S 08ì, en 1898,comi nuando as pAquisâs daBerqudele tÍabaihando coma pechbhnda (minèÍiode óxidode uiánioì, apüs íelirarern todoo.uÌànio, obsEMEnainda úmalods èmissão d0miosìnvìciEis sme lh3nlAaN d0 uiânio. Suspeitmn. enrão, da êÍstência, na pêchbhnda, deum0úÍ0 quEla,nbém elemento emilia r.is di0s. Panindo entâode duN loneladas de pechblenda, o EsalCuÍÈ. âpós uhda6tiv0 0 inlsnso lnbâlhodesepalâções, isDlou úm químiD0, nNoelemento nEisativ0queo uÉ nio,o qualdenoÍìinâram prlód4 emhomena. gcmà pát a deMsdame Cúie.Como o resi duoaindaaDrcsedava uD atividãde muito cientblas conri.uaram aspss. lnnds,€6ses quasas Íabalhand0 aíduaDmte un g6nde núneÍ0decíisúli.aFês íÉcìomdas eitÍÈ qúmicâs, msadas deÍe|qõss ENsimconsè guúam isolar umdócimo deqÉm dosl de umnoeoelemento muitas veresmaisativo que0 ldnio.hse novoelemento rscebe! de Madams CuÍÈa donominação .t//b,e a0le. nômm0 deemì$ão deÍai0sinvisiveis Fodu pEloFolônio zidopelourâni0, e peloÉdioa cientisttdeno nonedendhtiúdadê. 0s tEbrlìosdessDientish lheconle. ÍamdoispÍêmios NohelumdeFísica í S03) (1911). € oúrcde0ul mha
\ 1- Asrâdiáçõ* 301 caprturo
A demonstÌaçãodefinitiva de que as partícuÌasâlfa sãoiguaisaosnúcleosde héìio foi dada por Rutherford,em lm9. Esse cientistaobseÍvouque um recìpientecontendo material emissorde partículasaÌfa, âpós certo tempo, ficava impÌegnado do elemenlohélio. panícula ![a {oì As particulasalfa, como explicouRutherford, capturavamelétronsdo ambieÍte e se transformavamem átomosde hélio.
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A reDre.enracâo de",a parrÍculae 1c r
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RodioÉo bsro A Íadiaçãobeta (p), tambémchamada de íaios beía ou parlículas beía, são pãíti cuìas negâtivassemeÌhantes aos elétrons, ou seja,cadaparticulabetâ é um elétron. A partículabetaâpresenta,então,carga-Ìemassa0.
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Mas, exìstem elétrons no úúcleo? Admite seque o núcleonão contémelétrons.A partícülabeta(queé um elétron)devç se ÍoÍmaÍ pela desínteqraçãode um nêulron, confoÍme o esquema: nèurron-
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O €létronassimformadoé imediatam€nte expuìsopeÌonúcÌeoe rec€bea denominação de pârticulabeta:
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A particuÌabetapode atingir uma velocidadede alé 95qoda velocidadeda luz- Entre lanto, a particuÌaâlfa é bem mais lenta, atingindouma velocidademédiade 20 00Okm/s. O neuttino qve se foÍma na desìntegÍação do nêutroné uma paÍtículasemcargae de massamuito pequena.A foÌmação do neutrino tem €m vista conservaÍa quantidadede movimentoe foi descobertapor Pâuìi, em 192?. ,a Íepresmtaçaooa paÍucuia oetae
ìp
7 302
Uni&de 7 -A radiatividâd€
gomo Rodio@o A radiaçãogama,tambémchamadade raios gama, são or]'daseletromâgnéticascujo comprimentode onda varia de 0,5 A a 0,005A. Essetipo de râdiaçãoacompanhanormalmenteas radiaçõesalfa e betâ. Evidentemente, as radiaçõesgama,por seÍemondaseletromagnéticas, apresentam câr, ga e massanuìas. Sào repÍesentadas Dor y
ou
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Observações I 1) Um núcÌeo radiativo emite ou rudiação atía, ou radiaçAo beía, mas nunca as duas ao mesmolempo. EntÍetanto,a radiaçãogamaquasesempreestápresente. 2) As radiaçõesaÌfa, berae gamaapresentamo seguinrecomporramentofrenreà matéria:
@** 1".*l
As radiaçõesalfa (paÍúículas aÌfa) apresentam uma veìocidadeem torno de 20 000kn/s e percorremcercade 2,5 cm no ar. Conseguem atravessar delgaalas lâminasde alumínio ou ouro de 0,000t mm de espessura, massãobarradaspor uma simplesfolha de papel.
As radiaçõesbeta (particulasbera)apÍesentamuma velocidadepróxima à da luz e per coÍÍem poucosmetrosno ar. conseguematravessaÍlâminasde chumbódeaté 2 mm ou de aluminiode até 5 mm, mas sâobarÍadaspor uma placade madeirade 2.5 cm de es
As.Íadiaçòesgama traios gama, aprerenrama velocidadedas ondaseletromagnéticas íveìocidadeda luz: 30O0O0km/t e percorremmitharesde meÌrosno ar. Coniesuenr atravessarchapasde aço deâté 15cm de espessuÌa. mar sáobarradaspor g.orru, pìa.u, de chumboou paredesde concreto, 3) A desintegração radiaíjvaé um fenômenoaleatôrioquenão podesercontrolaato,sendo exclusivodo núcleodo átomo. Essadesintegração não dependeda composiçãoquimica em que o áromo participa,nem do esradofísicoda substânciaque o còntém,nim das condiçõesambientes. Quanilo um núcleoalômico é instávele as causâssâo váriâse comptexas,ele emitera_ diaçõesaté tÍansformar-seem um núcleomais estável.
Câpíulo1 As Íad!ãó€s
303
Íodiolivo LeisdodesinlegÍoçõo por emissãode particulasâlfa oü betâsãoÍegidaspor leisque foraú As desintegrações por FrederickSodd] e KasimiÍ Fdiar,s,em 1913. estabelecidas
Dado um núcleo atômico instávelX, de número atômico Z (Z = número de prótons)e númerode massaA (A = número de prótons + úúmero de nêutÍons), ao emitir uma particula alfa, ele se tÍansforma em outro núcÌeomais estáveÌ,Y de númeroatômico Z - 2 e númerod€ massa Essefenômenonuclearpode serÍepÍesentadopeÌaequaçãoabaixo,ond€podemosno taÍ qve hâ conserwção da carga e conserraÇAoda massal
da carga:Z = z-2 + 2 J conservação damassa: A = A-4 + 4 conservação L Observeo seguinteexemplo: Um núcleode tório 232,ao emitir uma particulaalfa, iÍânsforma-seem üm núcÌeode Íádio 228,conformea equação: = Jconservaçaoda carga: 90 88 + 2 conservação da massa:232 = 228 + 4 I Lei de Soddy-Fajans
Dado um núcleo atômico instáveÌx, de número atômico Z e número de massa A, ao emitir uma partícula beta, €l€ se trânsformaem outro núcleo atômicomâis estávelY, de númeÍoatômicoZ + I e nú-
-.:4
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3v pelaequação: EssefenômenonucÌearpod€ serrepresentâdo
z+l 1+0 A+0 + 0
304
Unidad€ 7 -A Ìâdiâiividáde
Note queos átomosX e Y apresentam o mesmonúmerode massa;logo, sãokóbaÍos.
Observeo exemplo: Um núcleode tório 231,ao emitir uma parÌiculabeta,transformâ,seem uÍn núcleod€ protactjnio231:
da carga: 90 = 9l - I + 0 J conservaçao conse rv a ç dãaoma s s a2:3 1= 2 3 1+ 0 + 0 l
W Exercíclosresofudos ERll
Um átomo A, de númeroatômico 8a e númerode massa 226, emite uma padÍcutaaifâ. transÍomândo-se num átomo B, o qual emite uma partÍculabetã, pÍoduzindoum átomo C. Calc ulêos n ú m e ro sa tò mi c o e d e ra s s a dos átomosB e C e i d;nti Íi queos i sôropos. isóbarosê isótonos.
,.,F.Á'-,AeB+rq
'z6 8 4 - B+ " B - C+ / ?
Ì
,ÉÈB e ,aT
,â&B + 9ít - "A3c
O aÍ : i /sóroposíáromosde mêsmo númeroatômico e dìferentesnúmerosde massa):não há I 6óóár os{ á to ín o sd e d i fe re n rens ú m e ro sa t ômi cosemesmonúme,odemassa).
1
'AZBe 'Ê3c
I /só.oros (átomos dê diferentes números atômicos, difercntes númeÍos de massa e I igual núm€.o de nêuÍons)r não há
Rssposiã: Númerosârômicosde B = 86 e de C = B7j isótopose isótonos não hár isóbaros B ê C. ER2l
Sabe'seque o,8!U, ãpós uma sériede desintesrações,setransforma em ,8,6pb.ouantas emissõesde ãlfa e de bêra ocorem nessãtrsnsformacão?
,39u - '8tPb
Not equea m a s s ad i m i n u i ue m 3 2 u n i d ã d e s{ 238 206). C omoa di mi nui ção da mãssaé devida somente às emissõesalfa e cadã emissãoatía diminui ã mãssã em 4 unidades 32: 4 = I ( h o u v ee mi s s ã od e 8 p a rtÍc u taas t faì A êmissãode I pârtículasatÍa provocãuma diminuiçãona cargaêm 16 unidades,mas nà t r ans f om aç ã ome n c i o n ã d a c ã rs ad i mi n u ie m somenretO uni dãdes(92 _ a2). E ntão. deve hãvêr emissões de particulas beta que compens€rna diÍe.êncã dê 6 unidades s { l6 - 10r . Los o . h á e m rs s ã od e 6 p d ÌÌtc u ta beta. Respostar OcoÍeram emissõêsde 8 parícutas atÍa e 6 palícutas beta.
Capíulo 1 As Ediacóês
305
'#É*ï ExercÍclosde oprcndizogem ili$1itiliiíFli$l,.Ë'{Sï}liìiffw,ffi$liik f,À1) Compkteasequaçõs,escBendoosÍúmemsadnims e denassaquee$ãofaltlnd0l â) ! , : u r h+ a e)po - ri l A r+ Ê b) Ra t ,i j u - rh+ d - ï ?Ri+ a ,ljPo , Pb + a c) 1l9Bi- Po + /l s) d) P a *, ; ju+ , h )zi l R a A c+ r pìulônio(Ìu) apEsenta EA2) O elemenÌo un deseusisólopos con 94prôrons e l4EnêutÌons.Seâ padiÌ doá1omo des$ isóiopohourr enisô€ssucssivar de3 pâÍiculâ5aìfae 5 paíícuìasbeta,qüalseÍáo númsodepótonse o denêütÌonsdo átonoresultanle? EA3) Quetaspaíicülasalfae bell 0 á1omo'];lPadeveenitir, sucesúanent€, paÌaset'ansioÌnaÌe6 ïlpb? EÂ,1) Un á1onoX, denúneÌoatôrnico 92e núnso deoasa 235,enileuÌnaparliculaaÌtae lúnstorna-eíum átomo Â, o qüal,porruâvez,eniteüna paÍicüìabetâ,llâníoÍnândo-se nüÌnálono B. Descübra osnúneÌosatônico e denasa dosálomosA e X e ìdendfique osisólopos, isôbaros e hótonos. f,At
Analiseãsequaçoes abaìÌol
üu- x+íl X - Y+ 19 a) QuaÌa carsae a na$a der'1 f,Aó) Dâdaã séliededeintesagôs'fla3 r 3 6 4 p
O queI á en Elaçãoa X? !, identiliqüe osisólopos, isóbrose iótonos.
EÂ?) Tômoro átono5;U. Seeh emiliÌ,suesivment€,2 paíhulasalfae4 paÌticulsbeta,qualsei o núndo atônico e o demassa do átomoÌsulãiie?
quoo núcle0 EDI) SuFondo dobótopo rhumbo 206(,8ÍPb)seiâ composrD depãniculas atÍae denôútí0ns.0uânras paÌtícúlas dessas eristsm? EDzl 0 úmerollômicode umátomo pül8r).0 nústeodesseát0 A èdadopor{3x+ 3)e oseunúrìrÍod, massa, p0Í{4x-26ìe cuionúmDru moenileumapanículâ e tlansÍormase emI, cujonúmeD atômico é dado dems saó dadopor{7r 23t.oueDanhula tala 0ubetalAEmitiu? '
EÍeilos dosÍodioçôes Já dissemosquea desintegração radiativaé um fenômenoqüe não dependeda composiçãoquimicado materialde queo átomoinstáveÌpaÍticipa,do estadofísicoatessemateÍial e das conalições de t€mperaturae pÍessãoa que o materiaìesrásubmetido. Os cientistasobservaramuma sâie de efeirosque asÌadiaçõesprovocâm.D€Ìrtreeles.
306
Uôidãdê7-A
râdiâtividâd6
l:) Efeìtos elétticos: As radiações,principaÌmentea aìfa, têm a propriedaded€ ionizar os gases,rornando, os condutoreselétÍjcos,Assim, as radiaçõesarrancamelétronsperiféricosdas moléculas. ionizandoas:
o,' Hr
cl,
Clj +e Ne* +e
Ne
radiações,teínosa camat; Denúeasaplicações da ionizaçãodosgasesprovocadapeÌas de WiÌson e o contador Geiper MüIer. . CAmarude Wilson: A câmarade Wilson (câmaÍade ruvem) permitevisuaÌizarâ trajetóriade umapaÍ!ícula por uma€aüa contendoar e vapor de ágüa.Aparticula, ao É constituidaessencialmente atravessar amistura, ionizaseuscomponentes;ovapor, enlão,secondensaem torno das cargascriadas,formandogotasquecresceme setorÌÌamvisiveis;assim,podemserfotografadas. . ContadoI Geiger- Mül leï obseÍve a figura ao lado. No cilindro À gira um fio metálicocarregadopositivâmente(ânodo).PâÌtícuÌasbetapenetran do em À provocampulsosde coüente, que sãoregistrados,depoisde amplificados, no contadorB. 0 diagramaao lado representa o interior do cilindro A, que contéÍnneônioa baixa pÍessão, Partículas beta peÌlelram nessecilindÍo e ionizamo neônio,produ zindo cationsNe', que sâoatÌaidospelo cátodo,e elétrons,que sãoatÌaidospelo ânodo.Com isso,forma-seno ânodoum fluxo de elétrons,que é registÌadoem B atravésde estalidos,de Ìrm pisca-pisca, de um númeroqueapareceno moslrador ou, âinda,de um pontejÍo que semove. 2:) Efeiíos lüminc'sos: As radiaçõestêm a propriedadede eÌcitar e mantera flrorescêncìae a fosÍor€scênciadassubstâncias. Fluorescêncìaê o fenôlr,],enoobservado quando uma substânciaâdqLÌìÍeluÍììnescênciaao ser iluminadâe perdeessalümiquandodeixade seriluminada. nescência As substânciassulfeto de zhco (ZnS) e terracianoplatinaro II debário(Ba[Pr(CN)4) 0slotrcircsdú nasauto údscolomdas eslÍadar arrcsenram suhatâncìas tluorcscmlEs.
càp,lutoì -A"'adrdqô"5
307
Fosforcscência ê o f enômeno observa do quandouma substânciapossuilumjnes cênciaprópria, ou seja,não dependede seÍ iluminadapaÍa emitir luz. As substâncìas fosforesc€ntes sãoìrtilizadas!por exemplo,em mostradoÌesde relósios. 0s"númr0sdomosrGdor d0Íslóqi0 c0ntèm suhl6nciã deÍádioerc L oqueta.iìira smvisúu jdsr"oÍïcenje.lsais 3:) Efeitos témicos: A emissãodasradiaçõesé acompanhada de liberaçãode energia.Assim,por exemplo, I g de Íádio liberâ 135callh devidopÌincipalmenteàs emissões de parliculasaÌfa. 4:') Efeìtos químìcos: As Íadiaçõ€spodemprovocarreaçõesquimicas,tais como: . decomposição de saisde prata:
2AsBÌ
jl3!9
zeg + sr.
. transformâçãode fósforo bÌancoem vefmelho: P,, . transformaçãode oxigênioem ozone: ,^
radidç;o
^^
. decomposição de ácido nítrico (HNOr), água(HrO) erc. . clescoloração de substâncias. 5!) Efeitos fisiolósìcos: As Íâdiaçõessãobastanteperigosas paraaspessoas. EssepeÌigoestádireramenteligado . à inÍensidadedà íadiação,qüe é medidaem roe,rge, (Í). A unidaderoentgenmedea capâcidadede a radiaçãoionizar o ar (t roenlgenproduz 2,6 . 10-acoulombpor quilogramade ar seconas CNTP). O serhumanosubmeÌidoa radiaçõesacimade 200r é aracadopor doençasgraves,queo levarão,pÍovavelmente,à morte. Evidentemenre, acimadessainrensidade â morreé pra . ao /empoduranteo qual a pessoafica expostaàs radiaçõesì . à nalureza dasradiaçõesi as mais perigosassâo as rudìaÇõesgama, devido ao seuaÌro poder de pen€tÌação. As radiações,além de provocaremdestruiçàodas células,queimadÌrrâsetc., podem lâmbémcausarefeitosgenéticose, com isso,determirlarmuÌaçÕes nosdescendenres. No sentìdode evitar acidenres, querrabalhamcom mateÌialradialjvo Ìodasas pessoas devemlazê Ìo proregidaspor par€desde concrero,chumboerc.,u!ìtizandoÍoupasespeciaìs e, nâ medidado possivel,manipulandoos mateÍjaiscom garrasmecânicas. O sìstemade alertaparâ quc a pessoapossâpercebero perigoé consrituídode uma placa, presaà suaroupa,conÌendouma substância queescurece soba açãode uma inlensiiÌâìle perigosade radiação.
308
UÕidãdê7 AÌadiatividãdô
Ddiall! lo! rlda úB €mqü
lol Obs€rvea comparação:
'.:' r i,
;W:.'/i'4.-'
rodiolivo Cinêlico A cjnéticaradiativaé a pa(e da Químicanuclearque nos moÍra que algunsmâreriais Íadiativosse desintegramrapidamente,enquantooutros se desintegramÌentamente, Não é possívelprevercom exatidãoa duraçãode um núcleoradiatjvo,pois ele pode perman€cer semsedesintegrar duÌantesegundos, diasou a!é séculos.ConÌudo,existemcál quenosforn€cemuma€stimativado tempode vida deum núclôoÍadiativo. culosestâtisticos Dentreoutras,a cinéticaradiativatrata das seguìntes grandezas: l:)
Velocüade de desìntegíação: Velocidadede desìntegração(or aííyidade rudiaíiva) de um material radiativo é o núm€Ìo de átomosque se desintegÍâmna unìdadede rempo. Assim:
l,r=**. n no<0,poisn<no númerode átomosradiativosiniciais númerode átomosradiativosapóso intervalo ^t
{* -
Capíiulo 1 Asrádiaqóes
309
A unidadeusüal dâ velocidadede desinregração ê desintegtuções por segundo(dps\. Entretanto,por setratar de uma unjdademuito pequenâ,usamosrambéma unidadearne. qLreé a atividadecorrespondente a 3,7 l0r0dps: I curie = 3,7 . 10"'dps O número3,7 . 10'udps corr€sponde à alividaderadiarivade I g de rádio (ï!Ra). Oufra unidadetambémusadaê o rutheúoíd, queé a arividadecorrespondente a Ì milhão de desintegrações por segundo: l rutherfoÍd = 1000000dps
ou
I ruÌherfoÍd = l06dps
2:) ConsÍante rudìatìw: Comprova,se,experimentalmente, que a velocidadede desinlegraçào ou arividaderâ diativa(v) é proporcionalao númerode átomosradiarivosde um materialíadiativo.Assim. != c n
{L
: velocidade de desintegração = número de áromos radiativos presentesno matedal = constante de proporcionalidade, châmada c'onsíanlerudiati\)o
Observe: an ì
'
õf ^l
, . " . ^arl
=
c
Para um intervaìode tempo unitário (^t : I s, 1 dia, I ano eLc.).Ìemos:
Issoevidenciaquea consranÌeradiativaé umagrandezaquemostraa iìaçào d€ áromos que se desintegramna unidadede rempo. Ela apresentaum valor lìxo parâ cada áromo Íadiativo. Assim,por cxempÌo: . A constanteradiativado rádìo 226é de
tliÌt ano':
c-Sa" .' lssonosmostraque,para cada.23q'.átomosde údio 226, proyayelmente I átomose de sintegra íto inïervalo de I ono.
3lO
unidãdô7 aradiatividâdê
. A constanteíadiativado tório 234é de I 35
c
+dia
Isso nos mostra que, paracad^ 35 titomos de tó o 234, pÍovavelmeíte I átomo se desintegro no inLervalode I día. 3! ) I ntensidade radiat i!a: ao númerod€ radiaçõesalfa ou betaemitidaspo A intensidaderadiaiivacorresponde um materiâlradiativona unidadede tempo.Essagrandezadependedo númerode átomoi no matedal,Assim: râdiativosexistentes
onde: radiativa I i = intensidade = radiativa C constante J I n = númerod€ átomosradiativos Então, você pode entenderfaciÌmente queumamâssaradiativapequenaemite um númeropequenode paÍículas, isto é, apresenrabaixa iníensìdaderudialitd. Nessecaso, seuma pessoapeímanecepertoda mâssa, provaveÌmente não corre perigo, Mas, se a massaradiativaé grande,li berta muitas particulas e temosalía intensi dade rudìatìva. E issoé muito perígoso pa' rc qualquerset riro-Por ìsso,os materiâis radiâtivos são guardados em caixas de chumbo,queprotegemo cientistacontÍaas Íadiações. PaÍa compreendermos o significadodessagranuma analogia: deza,vamosestabelecer Vocêsabeque não é possiveld€t€rminara duraça,ode \ida de um ìndi!ídro. Pod€mos,no entanto, calculara düraçãomédi^ de vid^ de umapopulaÇão. Âssim, por exemplo,a paÍir de 1970a duraçãomé dia de vida no Brasilalcançouos 56 anos. Analogamente,não é possivelprevera duração de vida de um deletminadonúcleo,maspodemosconhecerum tempo eslatísaico de sua duração, Seoelementorádiotemvida-médiade2300anos, você d€veconcluir que um núcleo d€ rádio, ertat,itica mente,levaú2300 anospârasedesintegrar.Isso,pod€sintegrar an rém,nãoexcluiapossibilidadedeeÌes€ lesou depoisdessetempo.
I Édio
= 2 300anG vidamèdia
CâpÍrúlo 1 As Íâdìajões
31'l
Podemos,enrão,estabel€cer o seguinte: yida-média de um maíe al rudiatiyo é a média arilméti.o dos rcnpo\ de vda de lodos o! atomos rudiatiyos dessemaíeríal. Assim, de maÌreirabem simpÌespodemosdizer qúe úda médiaé o tenpo prortuel d. duruÇãode um átomo ruI1it1íit,o. Comprovâ,se, matematicamente, qüe a vída-médiaé o in.rersoda consíante rudiatìwl -, ",=
I õ
.J v. = vida-média = consranre radiativa IC Observe: Ìâdiâtivo ^1= L
,34õ
ano '
Em cada 2300 átomos,um se oeslntegraem I ano.
V. = 2100anos Os átomos, em nédia, devem dìrrar 2300 anos antes de se desintegrarem.
Meia-vida,ou petíodo de senidesíntegrcçõo (p), ê o inteNalo de lempo em que sedesintegrama metadedos áromosradiarivosde um mateÍjaÌ. graficamenlea diminuiçâodo númerode áromosradiarivos(devidoà Representando desiniegraçào) em funçãodo tempo,obtemosumacurvaexponencial chamadacu adede caÌmento radiatì\,o: ìúm€rodoútono.Edi.tivoi
A equ.Éodâ,u{adEdera'meno rsdiãtivo é:
_!. 2
1
! I
deál0m0s bdiativos spósum fn - númem iniri.lde áomos radiativos J n0- ntuneru base ds losa'itmos í|eprÍian8 0,rl8i lè -
312
Unidadê 7 - A Íadìdìvìdade
Apenaspor curiosidade,observe: (p)' temos: Admilindo o tempo (t) igìraÌa um periodode semidesintegração
'="
11
-.=
2
Então:
'] ' l o g 2 - (p ComoV.-
"-"1'"'"-' l os e - u..]0 C p 0 . 4 i -
I õ.remo.(
I v;
LoCo:CD-o.?
Cn - f f i =
'
.]-.p-o,r
cn- O.r ,
Vamos,agoú, fazerum esquema,para que vocêpossavisuaÌizarmeÌhoro significado (p): da meia-vidaou periodode semidesintegraçâo
f a.'*
quara p você já sabeque a vida-média(V.) do rádio 226é de 2300 anos Enlão, suarÌreia-vida é dada por: p = 0,7V-
*
p=0,'7.23OO
p = I610anos
da me'âdedo' áìomo' Ía ls'o .isniticaquea cadaI 610ano' ocorÍr a de(inle8Ía(áo a a'urü' pãr.nre' no malerial Alèm do númerode álomosIâdiaÌivo: e\idenlemente Íe tambem estarâo existentes, radialivddosátomosÌadiativosainda massae à íntensidade duzidasà metaaleapóstranscorridoum peúodode semidesintegração'
''
to
2
2
\ --t;--- t
capÍutô ì As.adiãooês 313
VamosestabeÌec€r uma fórmula para a resoluçãode problemasque €nvolvema meiavida de um materiâlradiativo.
l D mp o -l -x P = x_1
A seqúênciade massa dos átomos radiâtivos pode ser escrita do seguinte modo:
mô
2"
md 2' ,
rno
2'
n I za-/ i ll lno i 2'i
mú 2'
2p
ffi
A meia vida vaÍia deelementopaÍa elementoe podeassumirumalargafaixadevalores:
Mei+riaa
rl B i
!nTh
lsótopo rrdiatiYo 4,5
10eanos
24,ldias
19,?min
1,6 10 as
lffi# Exercícr'os resofuidos EB3ì A constânte Édiativa do 6dônio (,e3Rn)é dê
c = 4ã+r o í s - 1= v . = f p = O , 7V . +
I
ÌEõõõõ s 1
= v,=
p = O,7 4 ,8 . 1 0 6 = 3 ,3 6
Ras pos ia:4, 8 . 1 0 5 s ê 3 ,3 6 . 1 O5 s .
r. Detêminar sua vidã-médiâ
1O5s
4.8. 10ã 105
-
p= 3,36 105s
314
unidâdê7-a EdiãrMdôde
ER4) Um matêÍalradiativo tsm meia-vidado 4 h. Panìndode 1O0 g dessematerial,qúe mas sa de átomos íadiativosresta após 12 h7
.l.tt'
I
1 ..
ti
100
1009
P or t ant o,ap ó s 1 2 h te mo s
100
9 :1 2 ,5 s .
Mas, vocè pode rcsolvereste problemaaplicandoa fórmula: -
l L s - 2 ; , l o o -2 ì
-
lq
1@
-z'-
I - m- 100
B s s pos t a: 1 2 ,5 g . ERs) Temos O,1 g de uma amostra radiativa.A meia-vidados átomos radiativosdessaamostÉ é dê'15 dias. D€poisde quanto tempo a massãdosátomos radiativossercduzã 1 mg7 ( los 2 = O , 3 ) m o= o, 1 s ì m = ' l m q= O.OO1 q p = 15 dias
;'
^; 2"
) o .l
-
= losloo-
oloór È
lO I
=r''^-
25-1oo-2'-
iói
los2r2-
tb
O.3
-
30-o.3r
-
t - loodias
R€sposta:'lOOdias. sabêndoque,em 63 h de EB6ì D€tslminaravida médiadosátomosde umaamostraradiativa, 40 g dêssâamostfase reduzema 5 g. desintegEção, = 4os massaInicialtmo) massa finallmr- 5s lempototal{t)-63h (p) =? meiâ-vidâ
ì l, | -" ) )^
_.; ='P =
_ 4S _.ï í -' ^,. 2t n
p =o ,7 v.
-
_ -
v.= õï
!! 2p
2l =õj=
63
30h
Rêsposta:V- = 30 h.
-f
cãpiÌuloì Asrâdiâcôês 315
,iilil$ExelcÍcios de oprcndizagern $i$ffi$ft[lfü$frlilllWWqffikti$ffim EÂE) A neia-vidado iodo l3l á deEdias-DeteÌDine â sua!i& nédiae a suaconstanle Ìadialiva. D{9) Sabesrquea neiaüda doúdio 22Eé de6,7anos. PaÌtindode80ns, quenasa desse naledalradia livo Esr2ráapós3l,t anos?
f,Aló) A rneia-vida deun isóloporãdiâiíoó det05aros. QuanlotenpolevaúpaÌâqüea nassade100e dss nalerjâls€Ìedua a 17,54 f,417) A meiâ-üdado udnio 235é de 7,5 . 103anos. Paíirdo dÊ300g dqs ìsólopo,qüema$arcstaÌá após2,145 l0'anos?
[Â10) Calculeâ viú-rnédiâdosátomos deumaanostrâ adiariÌn,sabendo qüe,en 64h d€desìnlegâçâo, EAIE)Tenroruna snoste deum isóropondüÌivo cuja ma$aé de42,5ns. Após3,5 . loi ânoselâs re, 80I dessâ amoslrâ sel€duzena 5 I. düziÌí a 21,25ÍU. Qüala neia-vidadosálonos f,Âl1) 400I de uÌn €kínenlondiativo sereduzen,eÌn 35s,ã 200g. De&rmine â vids-médìa e ã coNtÚte údiativadsk eleneilo. f,412) Temos400g deümaaDoslÌandialivaque,após 105h dedesinlegúÉo, sereduzen a 12,5e. Detcã) a meÌa-lidadss eÌemento údìativo; b) a vida-nédia desse ehmento ndiaülo; c) a coNlanteBdialiva. qüea neia vidà do Íâdio22Eê de 6,7 f,Âl1) Sabemor anos.Padindode 60 ng d6s eleíeilo, após qüanrotenposuarnassa s reduzida ?,5 ms? f,414) A massa deunã ãmoíla radiÀriva ó de40I. Após quanlotenpodedesiitegÍação ÌeÌmos8 Cdo úa1eÌialmdiativo,eberdoqüea neia-vidaé dc I h? (Dados: ìog2 = 0,3;ìos5 = 0,7.) f,415) Aptu I h l0 nin demisúo esponlâM,2 g deün Ìadialivos reduzera 31,25ng. Qüaìa 'solopo do iúopo en questão! neia'üda
EAl9) A meiavidadeun isótopoÌadialivoêde12h.Após 4Eh deob$wação. suanalsatonek 12.5g.Dtter múea mas$dessiú1ôponoiiício damnragern do
EÁ20)Temos45 I de urnamostü radiativaque.âpós eÌto tenpo,sereduema lt I, DeteÌDireo tempo lÌansoÌndolesa Íedüção, quea 6eia{isabendo da do isóiopoÌadiativodss úaÌerialÉ de 5 h. (Dados: log2 = 0,3ilog3 = 0,47.) f,A2l) Apór15nin deobsnaÉo, a 6assâdâarnoslra de u; iútopo Íadialilo, q;e ;6 d. t fu. i"*;. 8 ng- Deier6ineâ neia,üdadsk iúiopo. EA22) Iúìsre'n2úúg dcm rnarqìâì qüeseÌEdumdialivo m a 12,5g âpós70nl[ D€r€mìifta viú-nedia dosálomosd$seDatenâI.(Dados:los 2 = 0,3; bCa = 0,47.) f,A23)CeÍrêamo$Ìaradiativa,após756h deob&iva9ào, twesuanassarcduzida a t/32dainicial.Qüala vida-média dosâtomosdessa amoslÌa?
E03l Um amoíÉdeumÍìalerisl porô . I 0?!á10no3. Gdi.tivo d cmsritulda dosquak.í sào6diatlv6.Sobsn. doquea vid.nédiadesses álomNhdÈrivNé de10 h, quaúos áromos Edi.tivos exisrido nessa amostÍa q-tsliÉo já desìntegÍâdos após2l h?ouãnlNálomos m amostD após21 h?
316
un idâ dê 7 a ra diar iv idade
rodiotivos AsÍomÍlios Considcre,por ex€mplo,um átomo radiativo A que emjte uma radiâçãoa ou t e se transforÌnaem B. Este,poÍ suavez,é lanìbémradialivoe setranslbrmaem C, o quaÌ, po ser aÌnda radiarjvo.se trânsformaem D. quc é eíáveÌ. de A até D, recebeo nome de/àmíltu ndiativa ou Essaseqúênciade lransformações,
I ^- l
Logo: Família radiatíva ou séríerudíat a é o conjunto de átomos que se relacionom entre si atraltés de sucessi|asdesifiÍegrações. MÌritasfamiliasradiaiivasjá foram obddasartificialmenle;enrrclanto,na nalurezâso enconúamosúês: a famiÌia do rânio, a do aciinio e a do tório. 1:) Fanília clo urAnio: Esta famíÌiaapresentacomo núcÌeopai o uÍânio 238 (ri!U) e rcÌmina com o chumbo 206(:SPb), que é esrável: i---'----
i 1:u
""
-
'ilPb
nucLeopal
por (,ln + 2), Todor os álomosdessafamiÌia âpresentannúmeÍosde mâssaexpressos sendon um númeroinleiro, ou seja,a dìvisâopor 4 scmprelem Ícsto 2. Observeesselàlo paÌa o primeiro e o último membrosda familia:
tr
06 5 1 ,-;2
2!) Família do actínio: Esla familìa apresenlacomo núcleo-paio urânjo 235 ('i;U) e rerminacom o chunbo 207(':llPb), qLìeé es!áveÌ:
'ilPb
c a p í t u r o 1 - A s r a d i a c ó e s3 1 7
O nomedessafamília(famíÌia do actinio)vem do fato de que sejulgavaque o núcleopai fosseo actinio 227 ('rtl,tc). Entretanto,hole sabemosque ele é o quartoìlemento da secüência:
liM-ffi ll
-i
f:--: !
, -
-
i ' :,:
i
r1i' Ac L:
-
' f;Pb
29
Todos os átomosdestafamilia apresentam númerosde massâexpressos por (4n + 3), sendon um númerointeiro, ou seja,â divisãopor 4 sempretem rcsto 3. ObseÌve:
3!) Famítia do íórío: Esta familia tem como núcleo-paio tório 232 (';3Th) e ternina com o chumbo 208
('f iP b ) :
I jiii li
..............
Jpb
Lr - l
núcleo-pai
Todos os átomosdestafafijlia rêm númerosde massaexpressos poÍ (4n), sendon um númeÍo inteiro, ou seja,a divisãopor 4 s€mprerem resto0 (divjsãoexa!a).
iiìlì,ì
;o. CadaumadeÍas famjliasterminaemum isólopoesÌávelde chumboapósmaisou menos qüalorzetÍansformaçõesÍadialivas. Vejanodiagramaastransformaçõesna fâmíÌiadourânio. 233
2.1+ 230
ê
zzz
E
2ì4 2 10 2 [6
0l
33
s5
06
8t
33
úMÊnoÂÌôMtco
89
90
9t
s2
318
Unidáde7 -a radiatividade
ffi
ExercÍclosreso/vldos
pertences uma das famÍliasradiativasna ER7) Sabemosque o átomo de polônio216 ('zÁ8Po) turais. A que famllia ele pertence? Basta efetuâr â divisão por 4 do númerodê massa 2161
2)9t+-
eiata) {d*isão
o Então, elê fãz pans da famllia 4n, ou seiâ, da fanília do tótio. Respostôr Íamíliâ do tóio. DescobrnquantaspartÍculas ERaì A famíliádo uíãnio começacom '?3lue terminacom 'z8?Pb. alfa e betâ são emitidas nessêseqüênciacompleta.
,85u -
'8tPb
Note que o númerode massadiminuiude 32 unidades(238 206); poltãnto, foram emitidas I pattículasalía, pois cada uma diminui o númerode massade 4 unidades. Com a emissãode I padÍculasalía, o númerc atômico deve a diminuìrde 16 unidades, pois cada umâ dimìnuío númeroatômico de 2 unidades.Noêntanto, ele diminuiusomen te de 1O unidades(92 - 82), o que nos mosÍa que houve a emissõode 6 pattículasbeta f l6- 1O ) . ,3sU -_
alíô I Partículàs parricú 6 as b€tê
2o6pb
RespGta:aa ê 6ÍJ.
ffi fxercícios de oprendizogem Wffiï$,frll1lll1l1iìÌìÌ'! f,Â24)A quefârìíiâ ÌadiativanatDÌaÌpeÍenceo poìôtio
2rtCliPo)? f,Azs) O núcle+paidafâníia do tó'io é o ïTh ô o útimo elemmtoá o llPb. Qua'laspaníqÍ$ alfa e betasãomitidasna seqúência conpìetal Mtursì do üúnio, são EA2ó)Na úie de desìriegEção s ssuint$ etipassuct$ivas: obsefladar
dapal :' ;j U * X + a stapa II: X -Y + p DesubÉosnúmqoalômicoe demassa dosálof,A2t O rúdeopai dalamiliado actinioé o ïU. Qüais sãoosnúnercsãtônicoe demss doqüiftonen qüedonúcìeoDaiâtéele brodssaimilia, sabendo há2 enissões âllae 2 enissôsbcla?
quÍmicos 0s olomenlos rodiolivos Vocêjá sabeque os elementosquimicossãoconstituidospor átomosisótopos,ou seja átomoscom o mesmonúmeroatômicoe diferentesnúmeÌosde massa. Sab€,também,qu€ cadaátomo isótopoconlribui com üma certaporcentagem na formaçãodo elemento.
capfiulo1-as.adiacóês
319
Observe:
ámi
..-=.--^-..--.-.-._..99,8q0(isótopomaisabundante)
Hidrosênio
Oxigênio
Urânio
deutério
0,02q0
- iH lritio + ìH oxigênio16 +
'3O
99.76q0íisóropomajsabundante)
oxrgenror/ +
;u
0,04q0
oxigêniol8 *
'lo
0,20qo
uÍânio234 + 31U urânio235 * l:u urânio238 + ri:U
0,0080/o 0,700q0 99,292q0(isótopomaisabundante)
Os isótopos radiativos de quaÌqueÍ elemento são chamadosde rudioísótopos. Assim, os eÌementossão classificadoseÍí elementosrsdiaíiyos e elementosnão-radiativor. ConsideÌa-secomo elementomdiativo aquelecujo isótopo mais dbündanteé ndiati|o.
Elèwnto rudiatàroé o êlemeníocaja isótopo è1 Dessemodo: . o hidrogênio ê lm elemento nãoÌadiatiyo, pois seu isótopo mais abundante (lH) nâo é radiativo.No entanto,o isótopotútio (iH) é radiativo; . o urânio ê vm elemento radiatìw, pois se]uis(ttopo mais abündante (ïlU) é radiativo. Nessascondições,sãoradiativostodosos elementoscujo númeroarômicoé superiora 82 (chumbo). pedódica,os elementosradiativossãotodos aquelessituâ Portanto, na cÌassìficação dos aDóro elementochumbo.
sB i ............... rml r j ú(u
Os radioisótopos1êmaplicaçõesem várioscamposda atividadehumanâ,tais como na medicina,na agÍicultura,na biogenética,na indústriaetc. Vamosdesúacar, então,aÌgumasâplicaçôesd€ radioisótopos.
t 32O
unidâdô7-a mdiatividadê
l:) Cobalto 60: o cobaltonaturâÌ (::co) não é radiativo;poÍêm, ao serbombaraleidocom nêutrons, tÍansforma-seem coballo 60, que é radiaLivo
jïco + àn -
gco.+l!:T!ry
em niqueÌ O cobalto60 sedesintegracom emissãode particulasbeta,transformaÍrdo-se 60. oue é eÍável. Observ€:
Sco -
!!N i +-?B +3
Estas Ìadiações gama são dnigidd alravés de úo disposilivÒpara célülasanerosd, desrruindod.
Juntamentecom os raios beta, ocorre também emissãode râios gama. Na tempêuticasãousadasas radiações gamade l,l7 MeV e Ì,31 MeV, enquanto os raios bela de 0,31Mev sãofiltrados. empregadas A técnicae a aparelhagem na produção dessasradiaçôesr€cebemo noÍíe de bomba de cobalro, vaÌioso instíumentode auxilio no combateao cânceÍ.
Anlônio Podmle(Sã0Pôulo). datuidãqão Ëqlipamenro
2:) Iodo l3l: Administrâdopor via oral, em uma soluçãode um iodetoque€ontenhacertaquantidade de iodo l3l, é usadopara diagnosticardistúÌbiosda glândulatjreóide 3:) Fósforo 32: UtiÌizadoparadiagnosticaÍdoençasda medì aóssea,pois,quandoinjetadona corren te sangüinea,é transpoÍtadoaos ossose suasmedulas 4!) Caúono 14 (conlador rudiatiw do tempo): Embora existana atmosfera,é um radioisótopoartìficial, pois seforma da transmuta do ção nitÍogênio 14,bombaÍdeadopor nêutrons. Essesnêutronsquebombardeiamo nitrogênio14sãoobtidosde átomosdo ar atmosltpelosraioscósmicosvindosdo espaçoexterior. rico, bombardeados V€ja: riN + Àn -' ác+ìp poremissãodeparticulasbetâ,odginândoonitrogênio14: Já ocarbonol4 sedesintegrâ
'lc r
ìiN + ?p
Com o oxigêniodo ar, o carbono 14é oxidadoa gáscarbônico,que é âbsorvidopelos Dos vegetais,atravésda alimerÌtação,o carbono 14 passaa inte_ vegetaisnâ fotossíntes€. grar tambémo oÍganismodos animaìs.
-
Capilulo1-as ndiãçóês
321
PoÌtanlo, òs arÌimaise vegetaisrenquantovivos, apíesentamo carbono14 numa pro porçãoconÍante, pois elesedesintegra,rnasé tambémreposto.Advindo amorte, o caÌbo no 14deixade serreposto,mascontinuaa sedesintegrar,de tal modo que suataxa,Do organismo,começaa decresceÌ. Dessemodo, podemosavaliara épocaem qüe ocorreua morte medindoo caÍbono 14 já que conhecemos remanescente, suameia-vida que é de 5 600anos* e suaproporçâo no ofgânismovivo - que é de 10 6q0do carbono12. Assim,o caÌbono 14podenosÌevelara idadede planrase animaisfósseis,múmiaserc.
5 ô 0 0a msdepoi s:ndade doC 14.
', '.
.,.,,jli..,|
3It
i 1 2 0 0an6 depoi114 s: doC 14.
Na cavernade Lascaux(França)foram enconrradas pinturasdo homempré hisróricc. que, por ânálìsedo carbono 14, revelarâmtcr aproximadamenre 16000anos. Observação: Atravésda análjsedosmineraisde urânio,e esrabeÌecendo uma relaçãoentreasquanridâdesde urânio 238 e chumbo206, podemosavaÌiara jdâdeda Terrâ. por esseprocesso, concluimosque a idadeda Terra é da ordemde 3 bilhõesde anos.
322
unÌdãd€ 7-a ÉdiãrìvÌdade
Ve.ia,agora,como ÌÌm isótoporeveÌaa idadede uma rocha: Há muito tempo, ceÍíosmateriâisqu€elistiam em fusãosoÌidificaÍam-see âprisionaramuma certa quantidade de substância radìatìvâ(isótopodo uÌânio).
Com o transcorrerdas ida, des,a decomposição radiativado urânio reduziu seu conteúdonu, ma certa razão constante, ao mesmotempoem que o transfoÍmava em chumbo estável,também crescendonuma constante definida. Hoje, comparandoa quantidâde que resta do urânio com a que eÍste de chumbo,a Ciênciaé capaz de dìzer quanto tempo se a forrÌÌação dâ ro, PassouClesale
'$ffi Exercíciosde fixoção W EFl)
O que acontece com o númeroatômic o { z ) e o nú me rod e m a s s a{ A)d e u m núc leor ãdiã ti v oq u ã n d o e l eê m i teu m a paltÍculaalfa? a) z dì m inui e m 1 u n ìd a d ê € Aa u m e n ' t a em 1 u n i d a d e . b) Z aum en tae m 2 u n i d a d e s e Ad i m i nui em 4 unidades. c) Z d;minui êm 2 unidadeso A dimi nuì em 4 ú n i d â d ê s . d) Z diminui êm 2 unidades e A ãìrmenta em 4 unidades.
EF2) A leide S odd yF a j a n sd i z q u e , q u ã n d o um núcleo instávelemitÊumã partícu' ìa beta, o elemento resultantoÌem nú, mefos âtômico e de mãssa, em rela ção ao eiemênto inicÌal, respectiva menÌe rguarsa: ajZ + 2eA 4. clZ+2eA. bj Z 2eA 4. d ì Z + 1 e A.
EF3) Um átomo de um elemento radiarivo emite. sucessivãmente,uma paÍttcula alfa e duãs paÍlculas beta. O que exis to do comum entre os átomos dos ele mentos iniciale final? ã) São isótopos. b) São isótonos. c) São isóbãros. d) N ão há nadâde comumêntrêel es. EF4) Um elemênto aprosentã um isótopo radiatìvo'z68xque emite umã pãnícula al fa, rcsul tandoem um átomoA , que, por sua vez, emite duas partículasbe ta, dãndo o átomo B, Esrêêmite umã panículããlÍa seguidade uma betâ, ori ginando, Íìnâlmente, o elemenro Y. Ouêis os números atÕmico (Z) e de massa(A )doátomodesseei ementoY ? al z = 9o,A = 222. bl z = 49, a: 226. cl z:47,A = 21A .
dtz=aa,A=222.
c5p|ru]o1 A5 rãdidcõ€e 323
radiaNa seqúênciâdê desantesraôÕes
,8óA +,egB-,38c+,88D+,ã88 temos, sucessivamente,êmissÕes:
o áromo '.8lu emÌte uma pãdícula a, originandoo el€mentoX; este, poí sua vez, emite uma partículêIi, clando o elemêntoY. Podêmosconcluirque: a) Y t em núm e roã tô m íc o9 1 e ' 1 4 3 bl Y é isóbarodo átomo'?39u. c) Y têm númeroãtômico ag e núime ío de massa 234. cli X tem númeroãtõmico 94e número de massâ 242. Ouando um átoDo emitê uma parucu ia a e, em seguìda,duas parículas Ê, os átomos iniciale Íìnal: ai têm o mêsmo número de mãss. b) são isótopos radiativos. c) não ocupam o mesmo lugâr nã tad) possuem números atômicos dife'
EFa) Oual das seSuintêsaíimações é cor a) Baios a são núcleosde átomos de hélio, foÍmados por 4 prótons ê 4 bl O poder de penetraçãodos rãios a aumenta com a elevaçãoda Presc) Os raios/t são elétronsemitidospelos núcleos dos át('rcs dos elementos Ìadiativos. d) Os raios/ são Édiâções da mesma naturezaquê os rcios a e /1. EFgl
O númerc atômico dê um átomo é a8 e o númerode massa226. Ouandoessê átomo emite umã partÍculaa,o âto. mo resultãntêapresentâ: a) númerc âtômico 88 e número dê massa225. b) número êtômico 87 e núme.o de massa224.
c) número êtômico 86 massa 222. dì número âtômico 85 nìâssa 225. EFIO) O produto dâ desintegÉção dê um átomo que só emite raioso tem: ai o,mesmo númeío de meroatômico maior, hi o mesmo número de mero atômìco menor. cì número de massa mâior e número atômico maior. d) número de massa manol e úmero alómico menor, EFl1) Certo átomo €diativo 2Ê!Aemite uma radiaçãod, dando um novo elemento B; estê, por suâ vez, emite umâ radiaçãolt, dando C, que, aoêmitir novã íar diaqãor, dá o elementoD. DeteÌmine os númerosatômico ede massadeB, C e D- Indìque,também, os isótopose
EFÍz} Z0 gde rh isô@o rddtativo, após 21 anos, decrescsâm p〠10 g. Oue massá restaráapÓsa4 ânosÌ E F13) Oual a vi da' médi ado i sótopoda ques tão ante or? E F14) D etemi nado i sótopo Íãdi atÌvo tem mei â-vi dai 9ua1a250 h. Oual o tempo necêssáriopârãque a massã radiativa passea sef ã da i ni ci ãt? EFl5l Temos 4 l0o átomos radìativosde um elemento x. após 448 anos â amosÍa terá 25 - 1Oaátomosradisti vos. Ouãl a meia-vidãe â vÌda-médiã dos átomos rãdiativosdessaamosúa7 EF16) Temos 36 g da amostíã dê um isótopo radiâtÌvo. Após 12 h de atividade a mâssa sê rcdL'zã 18 g. Determinea meia vida desse isótopo. EF17} A meìa'vida do isótopo r83l é isuâl a 20 h. ConsideÉndouma massãinicÌal de 30 mg, qualo tempo necessáio paÍa que el&se reduzaa 0,9375 ms?