Radiatividade

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Radiatividade
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Radiatividade
Becquerel (1896):
Filme fotográfico era sensibilizado em presença de sais de Urânio
Pierre e Marie Curie (1898):
Descreveram o Rádio e o Polônio como elementos radiativos naturais
Prêmio Nobel de Física (1903): Becquerel + Curie
Átomo:
Eletrosfera  elétrons (e= 1,602177 x 10-19C) (m= 9,109390 x 10-31 kg)
Núcleo  Prótons (e= 1,602177 x 10-19C) (m= 1,672623 x 10-27 kg)
 Nêutrons (carga elétrica neutra) (m= 1,674929 x 10-27 kg)
 Outros: Positron (elétron positivo)
n = p + e-
p = n + e+	(n° atômico = n° de prótons) zxA (n° de massa = n° de prótons + n° de nêutrons)
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Radiações atômicas - características
Partícula alfa (α):
Núcleo do átomo de Hélio (2 prótons + 2 nêutrons)
Facilmente absorvido pela matéria
Trajetória curta no ar
Produz intensa ionização em gases
Velocidade 1/10 da velocidade da luz
Partícula beta (β):
Elétrons negativo ou positivo (pósitron)
Massa 1/1840 da massa do próton e 1/7300 da partícula α
Maior poder de penetração
Menos absorvida pela matéria
Trajetória mais longa no ar
Menor poder de ionização de gases
Velocidade de 90% da velocidade da luz
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Radiações atômicas - características
Radiação gama (γ):
Radiações eletromagnéticas
Desprovidas de carga elétrica
Grande poder de penetração
Pequeno poder de ionização de gases
Velocidade da luz
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Fenômeno radiativo
Radiatividade:
Transição espontânea de um estado energético inicial do núcleo a um estado final 
Energia total do sistema inicial é superior a do estado final
Linha de estabilidade nuclear  Diagrama N x Z
Átomos estáveis:
A < 20  relação N/Z = 1
A > 20  relação N/Z > 1
A > 50  relação N/Z  1,6
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Emissões radiativas
Decaimento alfa: ZXA Z-2YA-4 + 2α4
Átomos de A > 150
 88Ra226 86Rn222 + 2α4 + γ
 84Po212 82Pb208 + 2α4 
 
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Emissões radiativas
Emissões beta (β-: elétron negativo e β+: elétron positivo)
	ZXA Z+1YA + β- + v (anti-neutrino) n p + β- + anti-neutrino
 ZXA Z-1YA + β+ + v (neutrino) p n + β+ + neutrino
 6C14 7N14 + β- + anti-neutrino (n p)
 6C11 5B11 + β+ + neutrino (p n)
 11Na22 10Ne22 + β+ + γ + neutrino (p n)
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Emissões radiativas
Emissão gama:
				43Tc99m 43Tc99
Captura K:
 ZXA + e-(captura K) Z-1YA + radiação X + γ
 27Co58 + e-(captura K) 26Fe58 + radiação X + γ
 
Conversão interna
 50Sn117 + γ 50Sn117 + e- (CI) + radiação X
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Obtenção de isótopos radiativos artificiais
Bombardeio do núcleo de átomos não radiativos por partícula alfa, prótons, nêutron e deuterons
	3Li7 + 1H1 2 2α4 + ENERGIA 1H1: próton de alta energia
 13Al27 + 2α4 15P30 + 0n1
 15P30 14Si30 + β+ + neutrino
 11Na23 + 1H2 11Na24 + 1H1 1H2: deuteron de alta energia
 11Na24 12Mg24 + β- + γ + anti-neutrino
 7N14 + 0n1 6C14 + 1H1 		 0n1: nêutron rápido
 13Al27 + 0n1 11Na24 + 2α4 0n1: nêutron lento
 11Na24 12Mg24 + β- + γ + anti-neutrino
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Obtenção de isótopos radiativos artificiais
Fissão do Urânio bombardeado por nêutrons lentos (Reator de Urânio)
 92U235 + 0n1 56Ba + 36Kr + 3 0n1 + ENERGIA
 Sr, Xe, Br, La, Y, Ir, Zn, Eu 
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Lei da desintegração radiativa
A radiatividade é um fenômeno aleatório
Regido pelas leis da probabilidade
A probabilidade de um núcleo emitir uma radiação, em um determinado intervalo de tempo dt, é independente de qualquer influência externa
 N0
tempo
N = N0 x e - t
Atividade de uma amostra radiativa
A = dN / dt
A = A0 x e - t
Tempo de meia-vida
 = 0,693 / t½ 
N
t
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Radionuclídios importantes para a Biologia e Medicina
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Interações da radiações com a matéria
Interação da partícula alfa com a matéria:
Excitação atômica
Ionização
2α4 (2+)
e-
Ec
e-
(ionização)
Rx secundário
2α4 (2+)
e-
2α4 (2+)
(Excitação)
Ec
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Poder de ionização
Proporcional ao quadrado da carga da partícula e inversamente proporcional à sua velocidade
Partícula alfa: 
Carga elétrica = 2+
Velocidade = 1/10 da velocidade da luz
Partícula beta:
Carga elétrica 1+ ou 1-
Velocidade = 90% da velocidade da luz
LET = transferência linear de energia
Corresponde a energia liberada por unidade de percurso da radiação pelo meio de propagação
Ionização específica = LET / W (energia consumida por par de íons)
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Interações da radiações com a matéria
Interações das partícula beta (β-) com a matéria:
Excitação atômica
Ionização
Reação de frenamento
Interação do pósitron com a matéria
Aniquilamento
e-
β-
β-
e-
e+
γ
γ
(511 keV)
(511 keV)
Rx
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Interações da radiações com a matéria
Interação da radiação X e gama com a matéria:
Efeito fotoelétrico
Efeito Compton
Formação de pares
Fóton X ou γ
e-
e+