Quanta criatividade!

Olha gente que interessante esse video explicando a radioatividade através da música, muito boa!

Radioooo atividadee (8) A música gruda na cabeça e não sai, muito boa mesmo! 

Por que ocorre a radioatividade?

A radioatividade é uma subárea da Física que estuda elementos químicos específicos (elementos radioativos), que se caracterizam por apresentarem núcleos grandes e instáveis, devido ao excesso de energia. Esses átomos que apresentam elementos instáveis, em alguns casos, “rompem-se” formando núcleos menores, processo este chamado de fissão. Em outros casos os núcleos “menores” se unem formando um maior, o que chamamos de fusão (HEWITT, 2002). Durante esse fenômeno são emitidas radiações penetrantes, do tipo alfa, beta e gama, que apresentam energia, fazendo com que se transformem em núcleos diferentes (MARTINS, 2003).

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 saía 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. Comprovou-se que um núcleo muito energético, por ter excesso de partículas ou de carga, tende a estabilizar-se, emitindo algumas partículas.

Produz-se a radioatividade induzida quando se bombardeiam certos núcleos com partículas apropriadas. Se a energia destas partículas tem um valor adequado, elas penetram no núcleo bombardeado formando um novo núcleo que, no caso de ser instável, se desintegra posteriormente. Foi realizada pela primeira vez pelo físico neozelandês Ernest Rutherford, ao bombardear átomos de nitrogênio, com partículas alfas, obtendo oxigênio. Sendo estudada pelo casal “Joliot-Curie” (Frédéric Joliot e Irène Joliot-Curie), bombardeando núcleos de boro e alumínio com partículas alfa, eles observaram que as substâncias bombardeadas emitiam radiações após retirar o corpo radioativo emissor das partículas alfa. O estudo da radioatividade permitiu um maior conhecimento da estrutura dos núcleos atômicos e das partículas subatômicas. Abriu-se a possibilidade da transmutação dos elementos, ou seja, a transformação de elementos em elementos diferentes. Inclusive o sonho dos alquimistas de transformar outros elementos em ouro se tornou realidade, mesmo que o processo economicamente não seja rentável.

Referências

CARDOSO, Eliezer de Moura, et. al.. Apostila educativa Radioatividade. Eliezer de Moura  Cardoso, et. al. Comissão Nacional de Energia Nuclear, Rio de Janeiro.

HEWITT, P. G. Física conceitual. 9 ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.

MARTINS, R.A. As primeiras investigações de Marie Curie sobre elementos radioativos. Revista da SBHC, n.1, p.29-41, 2003.

Radioatividade

Todas as coisas que existem na natureza são constituídas de átomos ou suas combinações.

O átomo possui grandes espaços vazios, que podem ser atravessados por partículas menores do que ele. No meio do átomo existe o núcleo formado, basicamente, por partículas de carga positiva, chamadas prótons, e de partículas de mesmo tamanho, mas sem carga, denominadas nêutrons.

O número de prótons identifica um elemento químico, comandando seu comportamento em relação aos outros ele mentos. Em torno do núcleo os elétrons se distribuem em vários planos.  Não é possível determinar simultaneamente a posição dos elétrons e nem sua velocidade num dado instante.

O número de nêutrons no núcleo pode ser variável, pois eles não têm carga elétrica. Com isso, um mesmo elemento químico pode ter massas diferentes. Átomos de um mesmo elemento químico com massas diferentes são denominados isótopos.

 A emissão de um grupo de partículas positivas, constituídas por dois prótons e dois nêutrons, e da energia a elas associada, é o processo de estabilização de um núcleo com excesso de energia. Esse processo é a radiação alfa ou partículas alfa, núcleos de hélio (He), um gás chamado “nobre” por não reagir quimicamente com os demais elementos.

Radiação Beta é a forma de estabilização, quando existe no núcleo um excesso de nêutrons em relação a prótons, é através da emissão de uma partícula negativa, um elétron, resultante da conversão de um nêutron em um próton.

Radiação Gama é o núcleo resultante do processo de emissão de uma partícula alfa ou beta, quando ainda com excesso de energia, procura estabilizar-se, emitindo esse excesso em forma de onda eletromagnética, da mesma natureza da luz.

Em cada emissão de uma dessas partículas, há uma variação do número de prótons no núcleo, isto é, o elemento se transforma em outro, de comportamento químico diferente. Essa transmutação também é conhecida como desintegração radioativa, designação não muito adequada, porque dá a idéia de desagregação total do átomo e não apenas da perda de sua integridade. Um termo mais apropriado é decaimento radioativo, que sugere a diminuição gradual de massa e atividade.

Os elementos radioativo, seja natural ou obtido artificialmente, se transmuta a uma velocidade que lhe é característica. O tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzida à metade da atividade inicial é o que chamamos de meia-vida. Isso significa que, para cada meia-vida que passa, a atividade vai sendo reduzida à metade da anterior, até atingir um valor insignificante, que não permite mais distinguir suas radiações das do meio ambiente.

O início da era nuclear e a descoberta da Radioatividade

O final do século XIX e início do século XX foram muito produtivos no que diz respeito às descobertas que envolveram a estrutura atômica. Sabemos que no início do século XIC surgiu o modelo de Dalton – o átomo imaginado como uma bolinha maciça e indivisível. Já no início do século XX, após as descobertas das partículas subatômicas – elétron, próton, nêutron – consagrou-se o modelo atômico de Rutherford-Bohr. Apesar de existirem, atualmente, modelos atômicos mais sofisticados, o modelo de Rutherford-Bohr é suficiente para  as explicações mais simples do comportamento atômico.

Modelo atômico de Rutherford-Bohr.

Modelo atômico atual.

No desenvolvimento histórico das explicações sobre a estrutura atômica, é importante destacar:

Em 1875, o físico inglês Willian Crookes (1832-1919) fez experiências com descargas elétricas em gases, a pressões baixíssimas e descobriu os chamados raios catódicos, que levaram a descoberta dos e elétrons.

Observa-se um feixe luminoso (raios catódicos) que parte do pólo negativo em direção ao pólo positivo.

Em 1895, o físico alemão Wilhelm Roentgen (1845-1923), introduziu modificações na ampola de  Crookes e conseguiu produzir os raios X (assim chamados porque eram de natureza desconhecida). Roentgen verificou também que os raios X tornavam fluorescentes ou fosforescentes certas substâncias. Por suas descobertas, Roentgen foi agraciado, em 1901, com o primeiro Prêmio Nobel de Física.

 A primeira radiografia da história, obtida por Roentgen.

Em 1896, o químico francês Henri Antoine Becquerel (1852-1908) procurou estudar o caminho inverso àquele observado por Roentgen, isto é, se as substâncias fluorescentes ou fosforescentes seriam também capazes de emitir por si próprias, os raios X. Ao usar o sulfato duplo de fosfato e uranila K2(UO2)(SO4)2, Becquerel verificou que, ainda que permanecesse no escuro por muitos dias (e, portanto, sem receber energia externa), essa substância conseguia emitir radiações que impressionavam chapas fotográficas mesmo quando envolvidas em papel preto. Sem dúvida, alguma emissão desconhecida estava saindo daquele sulfato, atravessando o papel e chegando até a chapa fotográfica. Essas emissões foram inicialmente chamadas de raios de Becquerel e posteriormente, de emissões radioativas ou radioatividade.

Reprodução do experimento de Becquerel.

Pouco tempo depois o casal Marie e Pierre Curie verificou que todos os sais de urânio apresentavam a propriedade de impressionar chapas fotográficas; concluiu-se, então, que o responsável pelas emissões era o próprio urânio. Extraindo e purificando o urânio do minério pechblenda (U3O8), proviniente da antiga Tchecoslováquia, o casal Curie verificou que as impurezas eram mais radioativas que o próprio urânio; dessas impurezas, eles separaram em 1898, um novo elemento químico – o polônio, 400 vezes mais radioativos do que o urânio. Novas separações e purificações feitas por Marie Curie levaram a descoberta do elemento químico radio, 900 vezes mais radioativo que o urânio. Sua forte radioatividade faz com que o metal rádio apresente temperatura ligeiramente superior a do ambiente e também o torna luminescente (azulado), quando no escuro; além disso o rádio torna fluorescentes várias substâncias, como ZnS, BaS, etc.

 Marie Sklodwaska Curie (1867-1934).

  Pierre Curie (1859-1906).

Com o avanço das pesquisas 1898, E. Rutherford descobriu as radiações alfa e beta, o que foi fundamental para a descoberta do seu modelo atômico em 1911 iniciando uma teoria que serviu como base para a explicação dos fenômenos radioativos.

Em 1934, o físico italiano Enrico Fermi bombardeou átomos de urânio com nêutrons (Descobertos por Chadwick) obtendo átomos maiores (Elementos Transurânicos).

Esse fato portanto não foi bem esclarecido por ele sendo melhor compreendido quando em 1938 os cientistas Otto Hahn e Strassmann repetindo a experiência de Fermi observou a presença de Bário na amostra radioativa. Fato este que foi explicado pelos cientistas Lise Meitner e Frisk que interpretaram como a quebra do núcleo de urânio (fissão nuclear) provocando a formação de átomos menores e nêutrons e liberando uma quantidade enorme de energia.

Em 1939 Fermi declarou ser possível uma reação nuclear em cadeia (nêutrons liberados na desintegração de U235 poderiam incidir em novos átomos vizinhos provocando novas desintegrações e assim sucessivamente) abrindo as portas para a produção em larga escala de energia a partir do processo de fissão transformando matéria em energia segundo a equação de Albert Einstein, E = mc2.

Assim, em 1942 o primeiro reator utilizando U235 começou a ser construído no Estados Unidos, reator esse que foi utilizado como base na fabricação da primeira bomba atômica. Em 6 de agosto de 1945 os EUA lançaram sobre a cidade de Hiroshima uma bomba atômica chamada Little Boy cuja potência era de aproximadamente 21 Kton ( 1Kton = 1000 Toneladas de TNT) matando aproximadamente 80.000 pessoas e ferindo cerca de 70.000, em 10 de agosto outra bomba foi lançada sobre a cidade de Nagasaki com saldo de 40.000 mortos e 30.000 feridos sendo que a grande maioria das pessoas envolvidas eram civis.

Outro processo para produção de energia é o que utiliza fusão nuclear, núcleos de átomos de hidrogênio se fundem produzindo helio e convertendo também uma parte da matéria em energia. Esse processo culminou com desenvolvimento em 1952 da primeira bomba de hidrogênio (fusão nuclear), muito mais potente que a bomba atômica (fi ssão nuclear). A bomba de hidrogênio tem uma potencia mínima de 10 Mton (1 Mton = 1.000.000 de toneladas de TNT) sendo que já foram testadas bombas com até 110Mton, poderosa sufi ciente para destruir qualquer metrópole mundial.

O desenvolvimento da tecnologia para aplicação da radioatividade pode produzir energia útil (usinas nucleares) ou artefatos bélicos levando a destruição de grande parte da humanidade o que nos leva a uma discussão ética sobre o seu uso.

Referências

FELTRE, Ricardo, 1928. Química. Ricardo Feltre. – 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004. p. 364-366.

A importância da Mulher na ciência: MARIE CURIE

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Marie Skodowska Curie (1867-1934), polonesa que se tornou um dos nomes mais importantes da ciência juntamente com seu marido, o professor de física Pierre Curie.

Ela ganhou o prêmio Nobel em 1903, inclusive foi a primeira mulher a conseguir esta façanha. Esse mérito foi em virtude de seus estudos sobre radioatividade, em 1911 recebeu outro prêmio pela descoberta dos elementos Polônio e Rádio.

 Casou-se em 1895 com Pierre Curie, professor de Física, tendo então adotado o nome de Marie Curie. Em 1896, Henri Becquerel incentivou-a a estudar as radiações, por ele descobertas, emitidas pelos sais de urânio. Juntamente com o seu marido, Marie começou, então, a estudar os materiais que produziam esta radiação, procurando novos elementos que, segundo a hipótese que os dois defendiam, deveriam existir em determinados minérios como a pechblenda (que tinha a curiosa característica de emitir mais radiação que o urânio que dela era extraído). Efetivamente, em 1898 deduziram essa explicação: haveria, com certeza, na pechblenda, algum componente que libertava mais energia que o urânio; em 26 de Dezembro desse ano, Marie Curie anunciava a descoberta dessa nova substância à Academia de Ciências de Paris.

O trabalho não foi fácil: o local de trabalho de Marie Curie era um laboratório improvisado em um galpão, cujo telhado tinha goteiras e o chão era terra pura, com instrumentos antigos, sem nenhuma sofisticação. Mas nem por isso as pesquisas desta cientista fracassaram, pelo contrário, levaram a identificação de três diferentes tipos de emissão radioativa - mais tarde chamados de alfa, beta e gama. Foi ela também que criou o termo radioatividade.

Marie Curie faleceu em 1934, depois de muitos problemas de saúde, provavelmente em razão da contínua exposição à radiação. Mas com certeza sua vida não foi em vão, graças a ela hoje a radioatividade é usada amplamente: uso na radioterapia, raios x, radiação de alimentos (para conservá-los), dentre muitas outras utilidades. Inclusive as doses de radiação utilizadas em tratamentos são chamadas de micro-curies.

 Nunca patentearam o processo de obtenção desenvolvido. Os termos radioativo e radioatividade foram inventados pelo casal para caracterizar a energia liberada espontaneamente por este novo elemento químico.

Marie Curie conseguiu se destacar como pesquisadora numa época em que as universidades eram de domínio masculino, foi a partir do seu trabalho que surgiu um enorme interesse pelos fenômenos radioativos e foi nessa época também que começaram a se desenvolver de fato.

O elemento 96 da tabela periódica, o Cúrio, símbolo Cm foi baptizado em honra do Casal Curie.

Também foram feitos filmes em Homenagem a Marie Curie:

"Marie Curie: More Than Meets the Eye" (1997) e "Marie Curie - Une certaine jeune fille" (1965)

Numa época em que a mulher não era respeitada e poucas chegavam a ter estudo e trabalho, Marie nos mostrou que além de excelente pesquisadora, fisica,quimica e detentora de um Prêmio Nobel é também um exemplo de uma mulher guerreira e independente, apesar da ajuda do seu marido Pierre.

Gostou do post? Então comenta! Aproveita e responde um quiz sobre a vida da Marie, só pra saber se você aprendeu tudo mesmo:

http://rachacuca.com.br/quiz/27392/marie-curie-vida-e-pesquisas/

Beijos, até a próxima!

Fontes:

http://www.brasilescola.com/quimica/maria-curie-descoberta-radioatividade.htm

http://www.explicatorium.com/Marie-Curie.php

www.infoescola.com › Biografias

www.ghtc.usp.br/Biografias/Curie/Curie3.htm

O planeta terra e a Radioatividade. Parte 2

Oi gente, como prometido a segunda parte da postagem sobre o homem e a radioatividade.

Radioatividade

Além das evidências de catástrofes repetidas, como as erupções vulcânicas, foram observadas rochas curvadas, em vez de quebradas, evidenciando que isso levaria milhares de anos para ocorrer. Lyell registrou também alterações dos litorais ao longo dos anos, constatando que o ciclo das rochas acontece há muito tempo.

Embora tenham ocorrido catástrofes e elas ainda ocorram, a maior parte das mudanças foi lenta e gradual. Lyell afirmou que as causas das mudanças sobre a face da Terra foram as mesmas que ainda acontecem hoje. Em outras palavras, o planeta Terra se comporta atualmente como se comportava no passado.

No fim do século 19, muito se sabia sobre a ordem dos eventos na história da Terra. Por exemplo, sabia-se que os Trilobites (filo primitivo de artrópodes) haviam surgido antes dos peixes e dos tubarões. Sabia-se que os peixes e os tubarões surgiram antes dos dinossauros. Que os dinossauros vieram antes dos mamíferos, e que os humanos vieram muito mais tarde. No entanto, ninguém sabia precisar a idade ou a origem dos fósseis encontrados nessa época.

Foi no início do século 20 que as rochas deram uma resposta a essas questões. O urânio, encontrado naturalmente nas rochas, seria a chave para descobrir a idade da Terra. Usando a radioatividade do urânio e de outros elementos, geólogos do século 20 puderam confirmar o quanto a Terra é antiga. A idade do planeta foi então estimada em 4,6 bilhões de anos, enquanto os fósseis mais antigos já encontrados datam de 3,7 milhões de anos.

Fontes Utilizadas.

BAITELO, Ricardo. Cortina de fumaça: AS EMISSÕES DE GASES ESTUFA E OUTROS IMPACTOS DA ENERGIA NUCLEAR. Disponível em: <http://www.greenpeace.org/brasil/Global/brasil/report/2007/12/cortina-de-fuma-a.pdf>. Acesso em: 28 mar. 2013.

http://educacao.uol.com.br/disciplinas/geografia/idade-da-terra-fosseis-e-radioatividade-revelam-fases-do-planeta.htm, acesso em 09/04/2013

Mais sobre a bomba atômica: Curiosidades

Efeitos da bomba Atômica:

EFEITOS TÉRMICOS
As temperaturas altíssimas alcançadas por uma explosão nuclear se devem à formação de uma massa de gás incandescente muito quente, chamada bola de fogo. Numa bomba de 10 quilotons detonada no ar, forma-se uma bola de fogo com 300 m de diâmetro. A bola de fogo de uma bomba de 10 megatons ocupa 4,8 quilômetros. A radiação térmica provoca queimaduras na pele e incêndios em materiais inflamáveis secos, como papel e alguns tecidos.



RADIOATIVIDADE
Existem dois tipos de radiação nuclear provocadas por uma explosão: a radiação instantânea e a radiação residual. A radiação instantânea consiste na propagação de nêutrons e raios gama numa zona de vários quilômetros quadrados. Os efeitos dos raios gama são idênticos aos dos raios X. A radiação residual pode ser um perigo em zonas afastadas, que nem tenham sofrido qualquer dos outros efeitos da explosão. Os produtos da fissão geram nos restos da bomba uma radioatividade permanente, que pode ser medida por dias, meses ou anos.

EFEITOS CLIMÁTICOS
Além dos danos causados pela onda de expansão e pela radiação, uma guerra nuclear em grande escala teria, quase com certeza, um efeito catastrófico sobre o clima mundial, o que poderia significar o fim da civilização humana.

Criação:

Oppenhauer

 A primeira bomba de fissão nuclear foi criada em 1945 por uma equipe de cientistas liderada por J. Robert Oppenheimer. Os primeiros testes aconteceram no dia 16 de julho desse mesmo ano no Deserto do Novo México.

Apesar de não ter participado da construção da primeira bomba atômica, Einstein lamentou ter desenvolvido a teoria que possibilitou a invenção de uma arma de destruição em massa. 

A necessidade de criar uma arma tão destrutiva foi a tensão gerada pela Segunda Guerra Mundial, quando os europeus foram pressionados a desenvolver artefatos capazes de dizimar milhares de inimigos de uma única vez.

Contudo, a história nos mostra que tal intento acabou em tragédia, como no caso de Hiroshima e Nagasaki. Por meio de ataques aéreos cerca de 350 mil civis foram mortos e outros milhares foram contaminados pela radiação.

Mais destrutiva que a bomba a atômica é a bomba de hidrogênio, considerada 5 vezes mais potente que as bombas utilizadas na Segunda Grande Guerra. 

Estados Unidos, Rússia, Reino Unido, França, República Popular da China, Índia, Paquistão e Israel são as potências nucleares declaradas, cabe ao conselho de segurança da ONU mediar os conflitos mundiais e evitar outras catástrofes.

Você sabia que existem bombas nucleares perdidas no mar?

Esse fato é curioso e um tanto quanto obscuro, mas é certo que existem bombas nucleares perdidas no mar. Um estudo divulgado pela organização não governamental Greenpeace, em 1989, mostrou que documentos sigilosos do Exército norte-americano dão conta de 60 bombas nucleares abondonadas no fundo dos oceanos. No entanto, esse número pode chegar a 92 casos de bombas perdidas no mar, segundo relatos não-oficiais.

O estudo divulgado pelo Greenpeace foi realizado pelo cientista político Joshua Handler, especialista em armas nucleares da Universidade de Princeton, dos Estados Unidos. De acordo com a pesquisa, essas bombas nucleares são heranças de acidentes com navios ou aviões, ocorridos durante a Guerra Fria.

Alguns desses artefatos podem ainda representar algum perigo para a humanidade. Segundo o Greenpeace, a alta pressão e a corrosão que acontecem no fundo do mar podem fazer com que o urânio ou o plutônio enriquecido vazem para o meio ambiente, poluindo a costa, causando a morte de muitas espécies marinhas e gerando, até mesmo, uma série de chuvas radioativas que poderiam contaminar várias regiões do globo.

Algumas dessas bombas nucleares podem estar nos oceanos dos Estados Unidos e da Groelândia.