Radiação Meia Vida de um Radionuclideo

SUMÁRIO

1. Metodologia..............................................................................................2
2. Decaimento Radioativo.............................................................................3
3. Meia Vida de um Radionuclideo...............................................................6
4. Decaimento Alfa.......................................................................................6
5. Decaimento Beta......................................................................................7
6. Datação Radioativa..................................................................................8
7. Dose de Radiação....................................................................................9
8. Efeitos Biológicos das Radiações nos Seres Vivos................................10
9. Acidente Nuclear no Japão.....................................................................14
10. Causas do Acidente................................................................................14
11. Medidas de Segurança...........................................................................16
12. Vazamento de Material Radioativo.........................................................17
13. Situação Atual do Reator........................................................................18
14. O Futuro de Fukushima..........................................................................18
15. Chernobyl X Fukushima..........................................................................19
16. Goiânia X Fukushima..............................................................................20
17. Considerações Finais..............................................................................24
18. Referências Bibliográficas.......................................................................25

1. METODOLOGIA

Foi utilizado um método de pesquisa bibliográfica, especialmente a noções básicas de radiações. Posteriormente um plano de estudo baseado em teorias e resultados, os quais estão dispostos em livros e em meios eletrônicos como a Internet. Utilizamos como bibliografia básica sobre Radiação o s livros: Fundamentos de Física - Ótica e Física Moderna, de David Halliday e Física das Radiações, de Emico Okuno. Alguns dos livros utilizados na pesquisa são do acervo da biblioteca da FSA, complementado por outros acervos, levando em conta também o desenvolvimento de pesquisas na internet.

1. DECAIMENTO RADIOATIVO

           O decaimento radioativo ocorre quando o núcleo do átomo do elemento químico é instável e libera radiações eletromagnéticas, desintegrando-se.

Um núcleo é instável quando ele possui mais de 84 prótons, que possuem carga positiva e repelem-se mutuamente, e assim, o núcleo desestabiliza-se e desintegra-se, tendo em vista que as forças que mantêm o núcleo unido são insuficientes para combater as forças de repulsão entre os prótons.

Além disso, essa desintegração também pode ocorrer em elementos com número atômico menor que 84, se eles possuírem uma quantidade muito diferente entre os prótons e os nêutrons no núcleo.

Por exemplo, o Urânio-238 é um isótopo radioativo que sofre decaimento por liberar uma partícula alfa e, com isso, origina um núcleo de Tório-234:

• 23892U → 23490Th + 42α

Podemos expressar a natureza estatística do processo de decaimento dizendo que numa amostra contendo N núcleos radioativos, a taxa de decaimento (=dN/dt) é proporcional a N:

[pic 1]

Onde a constante de desintegração, (ou constante de decaimento), tem um valor diferente para cada radionuclídeo. A unidade deλno SI é o inverso do segundo (S-1 ). Para determinar N em função do tempo t, separamos as variáveis da equação (4.1), escrevendo,

[pic 2]

e em seguida integramos ambos os membros, obtendo

[pic 3]

OndeN0é o número de núcleos radioativos no instante inicialt0 . Fazendo = 0 e transformando a diferença de logaritmos no logaritmo de uma divisão, temos,

[pic 4]

Tomando a exponencial de ambos os membros (a função exponencial é a função inversa do logaritmo natural), temos,

[pic 5]

OndeN0é um número de núcleos radioativos na amostra, no instante t = 0 e N é um número remanescente em qualquer instante posterior t. Observe que as lâmpadas comuns, por exemplo, não seguem uma lei exponencial de decaimento. Se testarmos o tempo de vida de mil lâmpadas, esperamos que elas “decaiam” (isto é, queimem) mais ou menos ao mesmo tempo. O decaimento dos radionuclídeos segue uma lei completamente diferente.

[pic 6]

[pic 7]

• Número de núcleos radioativos N0 em função do tempo t[pic 8]

1. MEIA VIDA DE UM RADIONUCLÍDEO

Meia vida é o tempo necessário para que metade dos núcleos radioativos se desintegre, ou seja, para que N e R caiam a metade de seus valores iniciais.

[pic 9]

1. DECAIMENTO ALFA

A emissão de uma partícla alfa, ou o núcleo de 4He Como partículas alfas contêm 2 prótons e 2 nêutrons, deve ser proveniente do núcleo do átomo. Após o decaimento de uma partícula alfa, o núcleo residual terá uma massa e uma carga diferente do núcleo original. A mudança na carga nuclear (diminuição em duas unidades) significa que o elemento inicial foi mudado em um outro.

Exemplos:

[pic 10]

1. DECAIMENTO BETA

Quando um núcleo sofre um decaimento beta, transforma-se em um núcleo diferente emitindo um elétron ou um pósitron (uma partícula de carga positiva com a mesma massa que o elétron).

Tanto o decaimento alfa como o decaimento beta envolvem a liberação de uma certa quantidade de energia. No caso do decaimento alfa, praticamente toda energia aparece na forma de energia cinética da partícula alfa emitida. . Em todos os casos, a soma da energia do elétron com a energia do neutrino é igual a energia de desintegração Q.