Transmutação Nuclear

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Radioatividade
Prof: Vinícius Medrado
É a parte da físico-química que
estuda as emissões radioativas
devido uma instabilidade nuclear.
A relação próton/nêutron
A emissão de partículas do núcleo faz
com que o átomo radioativo de
determinado elemento químico se
transforme num átomo de outro
elemento químico diferente, ou seja,
reação nuclear.
Um breve histórico
•Roentgen ( 1895)–físico Alemão :
Descobriu o Raio-X.
Um breve histórico
•Henri Becquerel( 1896 )–químico
Francês: Descobriu a Radioatividade.
•Marie e Pierre Curie (1898)- química
Polonesa: Isolou o Polônio e o Rádio.
Um breve histórico
•Ernest Rutherford ( 1900 )–físico
neozelandês: Descobriu três tipos de
radiação ( alfa, beta e gama ).
Emissões Alfa
•São partículas pesadas, com carga
positiva, constituida de 2 prótons e de e
nêutrons( como um núcleo do Hélio ).
•São ionizantes.
•Baixo poder de penetração e dano
biológico.
Emissões Beta
•São partículas leves, com carga
negativa e massa desprezível(
semelhante a elétrons ).
•São pouco ionizantes.
•Médio poder de penetração e dano
biológico.
Emissões Gama
•São radiação eletromagnéticas
semelhantes aos raio-x. Não possuem
carga e massa.
•Não ionizantes.
•Alto poder de penetração e dano
biológico.
Poder de penetração das Emissões
Leis da Radioatividade
•Primeira Lei de Soddy: Emissão Alfa
Leis da Radioatividade
•Segunda Lei de Soddy: Emissão Beta
Leis da Radioatividade
•Hipótese de Fermi: físico italiano.
Partículas subatômicas
Propriedades das Emissões
•Efeito químico
•Efeito térmico
•Efeito luminoso
•Efeito elétrico
•Efeito fisiológico
Transmutação Nuclear
•Em 1919 –Rutherford :
Transmutação Nuclear
•Em 1932 –Chadwick : descobriu
os nêutrons.
Transmutação Nuclear
Série Radioativa
Período de meia-vida
É o tempo necessário para que uma
amostra radioativa se reduza pela
metade .
Período de meia-vida
Período de meia-vida
Fissão e
Fusão
Nuclear
INTRODUÇÃO
No atual momento histórico um dos
temas mais discutidos pela sociedade
moderna é a crise energética mundial.
Questionar e repensar a utilização das
fontes energéticas renováveis e nãorenováveis da maneira como vem
ocorrendo, visando garantir o futuro da
humanidade e da Terra, é dever de todo
aquele que tem consciência do planeta
que habita e da sociedade que deseja.
HISTÓRICO
# 1934 – Enrico Fermi e Emílio
Segrè
bombardearam átomos de
urânio com nêutrons na tentativa de
obter elementos com número atômico
maior que 92 (transurânicos).
# 1938 – Otto Hahn e Fritz Strassman,
repetindo experiência de Fermi
conseguiram determinar a presença de
Bário nos produtos formados.
FISSÃO NUCLEAR : O PROCESSO
É a partição de núcleo atômico
pesado e instável provocada
por um bombardeamento de
nêutrons moderados,
originando 2 núcleos médios
liberando de 2 ou 3 nêutrons e
uma energia colossal.
Equação de Einstein
Reação em cadeia
• Reação em cadeia;
• Massa crítica;
• O urânio-235 e o urânio-238
• O enriquecimento do urânio
Enriquecimento de urâniotecnologia nuclear no Brasil
• 1ª.etapa:U-235 até 3 ou 3,5% transforma em
gás UF6 ;
• 2ª. Etapa: O gás é transformado em óxido
UO2 , é prensado na fábrica de combustível
nuclear e transformado em pastilhas
cilíndricas de 1cm de altura por 1 cm de
diâmetro.
O elemento combustível é composto pelas pastilhas
montadas em tubos de uma liga metálica especial
a zircaloy.
CONDIÇÕES PARA OCORRER:
A fissão ocorre na natureza a temperatura
e pressão ambientes.
ENERGIA GERADA
6 g de urânio, elemento mais usado na fissão ,
rendem 0,520 x1023 MeV, equivalente ao
abastecimento de uma
casa com quatro pessoas durante um dia.
1Kg de Urânio-235 equivale cerca de 30t de TNT
1 quiloton equivale a 1000 t de TNT
A FISSÃO gera energia limpa?
Quando um átomo de urânio é dividido,
ele pode gerar quaisquer dois elementos
(desde que o peso dos dois somados
seja igual ao do urânio). Isso inclui os
altamente tóxicos e radioativos
(como o bário), que não podem ser
liberado no ambiente, exigindo
armazenamento especial.
Bomba Atômica
Bomba Atômica
FUSÃO NUCLEAR
 A Fusão Nuclear é um processo físico
que, ao contrário da Fissão Nuclear,
promove a junção de dois núcleos
atômicos leves, obtendo como produto, a
formação de um núcleo atômico pesado;
 Os Reatores de Fusão Nuclear estão no
topo das listas de tecnologias energéticas
definitivas
para
a
humanidade,
constituindo uma fonte de energia isenta
de carbono;
 Potencial de geração de 1 GigaWatt de
eletricidade
de
apenas
alguns
quilogramas de combustível por dia;
VANTAGENS
 Os combustíveis básicos, tais como
Deutério e Lítio não são radioativos,
sendo
abundantes
na
natureza
e
distribuídos de modo uniforme na crosta
terrestre;
 A combustão entre os reagentes não
poderá ocorrer de forma descontrolada,
pois a cessação das reações de fusão
poderá ocorrer quando não se injetar mais
combustível no reator, terminado os
processos em uma fração de segundos;
VANTAGENS
 Os problemas com os resíduos do
processo são limitados, pois não existem
rejeitos radioativos oriundos dos mesmos,
sendo que o tratamento dos gases
emitidos no processo poderá ser feito no
local;
 A radioatividade dos componentes
constituintes
do
reator,
devido
a
exposição dos mesmos aos nêutrons
altamente energéticos e conseqüentes da
reação, utilizados para a produção de
Trítio, terão de ser armazenados em local
apropriado, sendo que o seu tempo de
confinamento será bem inferior a cem
anos;
VANTAGENS
 Geração de energia elevada quando
comparado o processo de Fusão Nuclear
ao Processo de Fissão Nuclear;
 Não há emissão de gases estufa que
poderiam gerar mudanças climáticas na
Terra, constituindo uma fonte de energia
limpa;
 Integração entre as tecnologias de Fusão
e Fissão Nuclear, produzindo Urânio nos
reatores Tokamaks, para serem utilizados
nas usinas de fissão;

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