PODE O REATOR NUCLEAR EXPLODIR COMO UMA BOMBA?

Há uma grande diferença entre o funcionamento de um reator nuclear e uma bomba atômica, embora ambos dependam de fissões nucleares

FUKUSHIMA.... NOVO PESADELO??!!

E quando pensávamos que o horror de um acidente nuclear estava cada vez mais distante do nosso dia a dia, um terremoto, e sua respectiva cria, um tsunami, nos mostram o quantoa ainda precisamos evoluir... Não se ponha em posição antagônica à natureza... estar ao lado dela é, no mínimo, mais seguro!!!
Mas, o que realmente aconteceu em Fukushima??? Por que uma usina nuclear em um país tão cauteloso, quase perfeito em questão de prevenção quanto a fenômenos naturais nada "amistosos", não estava preparada para resistir às intempéries até "costumeiras" naquele território??
Em primeiro lugar, vamos tentar conhecer mais de perto uma usina nuclear, o seu funcionamento e a sua segurança.

Reator Nuclear para aula professor Jorge Química10

Questões do ENEM

ENEM - 2006

O funcionamento de uma usina nucleoelétrica típica baseia-se na liberação de energia resultante da divisão do núcleo de urânio em núcleos de menor massa, processo conhecido como fissão nuclear. Nesse processo, utiliza-se uma mistura de diferentes átomos de urânio, de forma a proporcionar uma concentração de apenas 4% de material físsil. Em bombas atômicas, são utilizadas concentrações acima de 20% de urânio físsil, cuja obtenção é trabalhosa, pois, na natureza, predomina o urânio não-físsil. Em grande parte do armamento nuclear hoje existente, do reator utiliza-se, então, como alternativa, o plutônio, material físsil produzido por reações nucleares no interior do reator das usinas nucleoelétricas. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que :

a) a disponibilidade do urânio na natureza está ameaçada devido a sua utilização em armas nucleares.

b) a proibição de se instalarem novas usinas nucleoelétricas não causará impacto na oferta mundial de energia.

c) a existência de usinas nucleoelétricas possilbilita que um de seus subprodutos seja utilizado como material bélico.

d) a obtenção de grandes concentrações de urânio físsil é viabilizada em usinas nucleoelétricas.

e) a baixa concentração de urânio físsil em usinas nucleoelétricas impossibilita o desenvovimento energético.

opção correta : letra C

O estudante deveria saber distinguir urânio encontrado na natureza daquele redefinido artificialmente em usinas nucleoelétricas.




ENEM - 2000

A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica. A seguir está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear.

Com relação ao impacto ambiental causado pela poluição térmica no processo de refrigeração da usina nuclear, são feitas as seguintes afirmações:


I . o aumento na temperatura reduz, na água do rio, a quantidade de oxigênio nela dissolvido, que é essencial para a vida aquática e para a decomposição da matéria orgânica.


II . o aumento da temperatura da água modifica o metabolismo dos peixes.


III . o aumento na temperatura da água diminui o crescimento de bactérias e de algas, favorecendo o desenvolvimento da vegetação.

Das afirmativas acima, somente está (ão) correta (s) :


a) I b) II c) III d) I e II e) II e III

opção correta : letra D

A solução correta do problema proposto nessa questão requer a análise do impacto ambiental que se dá em consequência do efeito do aquecimento das águas sobre o ecossistema de um rio. Com temperaturas maiores, ocorre uma redução da quantidade de oxigênio dissolvido na água, além do favorecimento para um maior desenvolvimento de bactérias, afetando também o metabolismo dos animais aquáticos. Esperava-se que o estudante identificasse, dentre as afirmações apresentadas, aquelas que apresentavam coerência entre o aumento da temperatura e a consequência descrita.


ENEM - 2003

Na música "Bye, bye, Brasil" de Chico Buarque de Holanda e Roberto Menescau, os versos:

"puseram uma usina no mar
talvez fique ruim pra pescar"

poderiam estar se referindo à usina nuclear de Angra dos Reis, no litoral do Estado do Rio de Janeiro.

No caso de tratar-se dessa usina, em funcionamento normal, dificuldades para a pesca nas proximidades podem ser causadas :


a) pelo aquecimento das águas, utilizadas para refrigeração da usina, que alteraria a fauna marinha.

b) pela oxidação dos equipamentos pesados e por detonações que espantariam os peixes.

c) pelos rejeitos radioativos lançados continuamente no mar, que provocariam a morte dos peixes.

d) pela contaminação por metais pesados dos processos de enriquecimento do urânio.

e) pelo vazamento de lixo atômico colocado em tonéis e lançado ao mar nas vizinhanças da usina.



opção correta : letra A

O estudante, aqui, deveria estar atento à relação entre aumento de temperatura das águas x concentração de oxigênio dissolvido nas águas x alteração da fauna marinha que direta ou indiretamente, contribuiria para comprometer a pesca na baía de Angra.

ENEM - 2005

Um problema ainda não resolvido da geração nuclear de eletricidade é a destinação dos rejeitos radioativos, o chamado "lixo atômico". Os rejeitos mais ativos ficam por um período em piscinas de aço inoxidável nas próprias usinas antes de ser, como os demais rejeitos, acondicionados em tambores que são dispostos em áreas cercadas ou encerrados em depósitos subterrâneos secos, como antigas minas de sal. A complexidade do problema do lixo atômico, comparativamente a outros lixos com substâncias tóxicas, se deve ao fato de :

a) emitir radiações nocivas, ppor milhares de anos, em um processo que não tem como ser interrompido artificialmente.

b) acumular-se em quantidades bem maiores do que o lixo industrial convencional, faltando assim, locais para reunir tanto material.

c) ser constituído de materiais orgânicos que podem contaminar muitas espécies vivas, inclusive os próprios seres humanos.

d) exalar continuamente gases venenosos, que tornariam o ar irrespirável por milhres de anos.

e) emitir radiações e gases que podem destruir a camada de ozônio e agravar
o efeito estufa.

opção correta: letra A

Nesta questão o estudante deveria estar atento ao fato de que, os rejeitos radioativos, se guardados em tambores que ficam em depósitos subterrâneos, não deveriam levá-lo à conclusão de que esses rejeitos estariam emitindo gases que comprometeriam a camada de ozônio ou o agravamento do efeito estufa.

ENEM - 2009

Os núcleos dos átomos são constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico a seguir mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos.

O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos - átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem:

a) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons.

b) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons.

c) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons.

d) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons.

e) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons.

opção correta: letra d

Nesta questão foi exigido do aluno o conhecimento sobre interpretação de gráficos...basta que o estudante observe com atenção as grandezas que estão sendo medidas nos dois eixos e cruzar os valores.

USINAS NUCLEARES

Um pouco de história...

Desde a Revolução Industrial, a necessidade de fontes de energia passou a ser vital para a humanidade. Um dos pioneiros na pesquisa de soluções para este grande problema foi James Watt, que conseguiu aperfeiçoar a máquina a vapor... daí, novas fontes energéticas como a queima da madeira e do carvão, passaram a ser muito mais utilizadas. Anos depois, o advento do petróleo... e as conssequências logo começaram a ser sentidas, pelo homem e pela natureza: chuvas ácidas, destruição da camada de ozônio, aquecimento global.
Então, a busca de fontes de "energia limpa" começaram a ser buscadas intensamente...e, a utilização da energia nuclear surgiu como uma "luz no fim do túnel"! As usinas nucleares baseadas em fissão nuclear, a partir da segunda metade do século XX , começavam a ser cada vez mais comuns.
O primeiro reator nuclear foi construído por Enrico Fermi, em Chicago, nos Estados Unidos, em 1942. Na década seguinte, Inglaterra e Estados Unidos já possuiam usinas nucleares produzindo energia para seus habitantes. E assim foi até o final da década de 1970...até que um dos maiores acidentes nucleares da história aconteceu!
Em abril de 1986, a usina nuclear de Chernobyl, localizada na Ucrânia, explodiu. Há controvérsias quanto aos motivos da explosão, que vão desde falhas humanas grosseiras até problemas no projeto da usina. Uma nuvem dos mais variados isótopos radioativos se espalhou pela Ucrânia e países vizinhos, e expôs milhões de pessoas à radiação.
Segundo o Greenpeace, 200 mil pessoas foram seriamente afetadas pela radiação; um relatório da ONU , datado de 2005, no entanto, apresentou números bem divergentes daqueles: 56 mortes até aquela data, sendo 47 trabalhadores e nove crianças com câncer de tireóide...
Na realidade, a radiação atingiu um território com área de 160.000 quilômetros quadrados. A zona de 30 km em torno da usina, se tornou imprópria para se viver. As vítimas dessa catástrofe foram habitantes do ocidente da Rússia, da parte norte da Ucrânia e Bielorússia.
De acordo com os dados dos peritos, as consequências desse acidente serão sentidas ainda por muitas gerações, pois as substâncias radioativas lançadas na atmosfera, só se tornarão inofensivas dentro de, aproximadamente, 800 anos.






Também 17 países da Europa foram contaminados. Na Rússia, a radiação tomou conta do território onde viviam , aproximadamente, 3 milhões de pessoas.






Desde 2003, o dia 26 de abril foi proclamado, por decisão da Assembléia Geral da ONU, o Dia Internacional em memória das vítimas de acidentes e catástrofes radioativas.







As meninas Annia ( 11 anos ) e Dina ( 16 anos ), vítimas do acidente de Chernobyl, em consultório de um Hospital Pediátrico nos arredores de Cuba, que, nos últimos 19 anos, vem prestando assistência às crianças vítimas...











No Dia Internacional em memória das vítimas de acidentes e catástrofes radioativas, os russos fazem uma homenagem às vítimas postando lanternas formando a imagem do símbolo da radioatividade ...










Curiosidade científica...

Fungos de Chernobyl..???


Nas ruínas do "inferno nuclear" de Chernobyl, cientistas identificaram o desenvolvimento de uma criatura bizarra : um fungo que "come" radioatividade!



Ops! não apenas um... pesquisadores dos Estados Unidos descobriram que há 37 espécies mutantes se desenvolvendo em Chernobyl !! Elas foram descobertas numa inspeção de rotina, quando um robô vistoriava o interior da usina e encontrou uma "meleca preta" crescendo nas paredes do reator 4 - o mesmo que explodiu!!!



"As pesquisas sugerem que os fungos estão usando um pigmento, a melanina, da mesma forma que as plantas usam a clorofila" - palavras da cientista Ekaterina Dadachova.



Assim, os fungos teriam sofrido mutações que os tornaram capazes de fazer uma espécie de "radiossíntese", transformando radiação em energia.

Dentro da usina, os fungos mais comuns são versões mutantes do Cladosphorium sphaerospermum, que provoca micose, e a Penicilium hirsutum, que ataca plantações de milho.


Os reatores nucleares

Nos reatores nuclears, da mesma forma que ocorre em uma bomba atômica, temos uma fissão nuclear em cadeia.... há, porém, uma grande diferença: no reator , a reação é controlada de modo a não ocorrer a explosão nuclear. Um dos combustíveis mais comumente utilizados nessas usinas é o urânio - 235 , enriquecido em aproximadamente 3%..
Os componentes essenciais de um reator nuclear simples são, em geral, os seguintes :

• combustível - barras de urânio enriquecido ou plutônio - 239 metálico
• moderador - barras de grafite, água pesada (mais comuns). Tem a função de desacelerar os nêutrons emitidos na fissão, de modo a possibilitar o prosseguimento da reação em cadeia.
• sistema de controle - são barras de cádmio ou de boro, que são introduzidas em maior ou menor extensão, no núcleo de um reator; essas barras absorvem os nêutrons em excesso, evitando que a reação se acelere e que o reator venha a se aquecer demasiadamente; desse modo pode-se controlar a velocidade de funcionamento do reator.
• sistema de refrigeração - permite retirar a grande quantidade de calor produzida no reator (o que poderá ser utilizada, por exemplo, para acionar uma turbina e gerar energia elétrica). Com essa finalidade são usados : água comum, água pesada, gás carbônico, sódio fundido, etc. Se utilizada a água comum, o calor liberado pela fissão produz vapor a altas pressões, que irá então servir para movimentar grandes turbinas, que acionam geradores de eletricidade. Em seguida, o vapor é resfriado, condensado e bombeado de volta ao reator, onde o ciclo é retomado.
• sistema de proteção - blindagens de aço e grossas paaredes de concreto armado - para evitar que os operadores do reator sejam atingidos por emissões perigosas.
• sistema de proteção - blindagens de aço e grossas paredes de concreto armado, para evitar que os operadores do reator sejam atingidos por emissões perigosas.

Como funciona um reator nuclear

















Tecnologia nuclear no Brasil



Na unidade de beneficiamento de Caiteté, no Rio de Janeiro, o urânio é extraído do minério purificado e concentrado sob a forma de um sal amarelo - o yellow cake - onde há 99,3% de U - 238 e , apenas 0,7% de U - 235, que servirá de combustível nuclear. Para enriquecer o urânio, isto é, para aumentar a porcentagem de U - 235 até 3 ou 3,5%, é necessário, em uma primeira etapa, transformá-lo em um gás: o hexafluoreto de urânio, UF6.
Para a obtenção desse gás, o urânio era enviado ao Canadá, onde o gás era enriquecido. Atualmente no Brasil, em um projeto de pesquisa desenvovido pela Marinha em colaboração com o Instituto de Pesquisa de Energia Nuclear (IPEN), foi criado um processo de enriquecimento do gás por meio de centrífugas que é mais eficiente do que qualquer outro método em uso no mundo.
Após o enriquecimento, o gás UF6, é transformado em UO2, um pó . Esse pó é prensado na fábrica de combustível nuclear no formato de pastilhas cilíndricas de mais ou meno 1 cm de comprimento por 1 cm de diâmetro.
Duas dessas pastilhas geram energia suficiente para manter uma residência de porte médio funcionando por um mês.
Em Rezende (RJ), na fábrica de combustível nuclear, é produzido, obedecendo a severos padrões de qualidade e precisão mecânica, o elemento combustível.

O elemento combustível é composto pelas pastilhas de dióxido de urânio montados em tubos de uma liga metálica especial, a zircaloy, formando um conjunto de varetas cuja estrutura é mantida rígida por reticulados chamados "grades espaçadoras".
Os vários elementos combustíveis inseridos no núcleo do reator, produzem calor que será transformado em energia. Cada elemento combustível supre de energia elétrica 42.000 residências de porte médio, durante um mês.
pastilhas de urânio




Fusão nuclear



A quantidade enorme de energia oriunda do Sol que chega diariamente à Terra, é, na realidade, liberada por reações nucleares que ocorrem na superfície solar. Tais reaçoes, denominadas de fusão nuclear, consistem na união de átomos de hidrogênio ( deutério + deutério ou deutério + trítio ), que libera quantidades de energia ainda maiores que aquela liberada no processo de fissão nuclear.
Um grama de hidrogênio, através de fusão, libera uma quantidade de energia equivalente àquela liberada na queima de 200 toneladas de carvão!


O primeiro uso desse processo pelo ser humano, foi a bomba de hidrogênio que, para explodir, necessitou de uma quantidade de energia tal, que somente a explosão de uma bomba atômica de fissão seria capaz de fornecer! Assim, uma bomba de urânio ou de plutônio, serve de estopim para a bomba de hidrogênio!


Obs.: se a fusão for efetuada com os isótopos mais pesados do hidrogênio - o deutério e o trítio - o processo ocorre numa velocidade muito maior.


Atualmente, em países como os Estados Unidos, a Inglaterra e a Rússia, muitos cientistas estão extremamente dedicados a desenvolver equipamentos nos quais a reação de fusão nuclear possa secontroladar ; assim, gigantescas quantidades de energia liberadas no processo, venha a ser aproveitada

.
No entanto, a construção desses reatores de fusão nuclear, apresenta uma série de dificuldades, entre elas a adequação do material constituinte do recipiente onde a fusão deve ocorrer, pois a temperatura vai atingir valores tão elevados que não é possível a existência de metais no estado sólido nem no estado líquido. Um outro problema é o escoamento rápido da energia liberada na fusão controlada do hidrogênio !

Lixo atômico

Enquanto as reações de fissão nuclear acontecem nos reatores, vão se acumulando centenas de isótopos radioativos, o que vai diminuindo aos poucos, a eficiência da usina. Por essse motivo, o combustível nuclear precisa ser, periodicamente, trocado... uma vez que, o então resíduo, ainda que contenha radioisótopos, não é mais capaz de sustentar o funcionamento da usina. É o que chamamos de rejeito nuclear ou lixo atômico.
Alguns desses radioisótopos apresentam meias-vidas curtas... logo, em questão de pouco tempo, já não mais representarão perigo; outros, porém, podem levar até milhares de anos para atingir níveis seguros de radiação, tais como o estrôncio, o plutônio e o césio.
Estamos, então, diante de um dos maiores problemas no que diz respeito à energia nuclear: o que fazer com esses isótopos radioativos até que deixem de ser perigosos? Onde armazená-los? É sabido que somente depois de 20 meias-vidas a radioatividade emitida por resíduos nucleares atinge valores aceitáveis para exposição biológica. Para o caso do estrôncio - 90 , um dos resíduos mais perigosos, isso significa algo em torno de 600 anos!!
Em boa parte das usinas nucleares eles são simplesmente guardados em tanques de resfriamento junto à propria usina.






Angra 1 e 2: lixo atômico
em depósito provisório

A BOMBA ATÔMICA

A explosão de uma bomba desse tipo tem por base a enorme quantidade de energia liberada na fissão nuclear. O desenvolvimento da bomba (como a que marcou o final da 2ª Guerra Mundial) foi possível, graças ao Projeto Manhattan, que sob o comando dos norte-americanos, concentrou milhares de homens e alguns dos mais brilhantes cientistas da época.


(vídeo: Como funciona uma bomba atômica)

Após a explosão um vento fortíssimo começa a soprar, trazendo um calor quarenta vezes mais sufocante que um dia quente de verão, capaz de derreter peças de metal e vidro!...No céu se vê uma bola de fogo mais brilhante que o Sol, que cresce até apresentar mais de um quilômetro de largura e queima por alguns segundos a temperaturas que só se verificam nas estrelas!! A onda de choque gerada pelo aumento da pressão doar, gera ventos que chegam à velocidade de mais de 1500 km/h, formando um vendaval que destrói tudo que fica em seu caminho, inclusive, fortes construções de concreto.

* Na foto ao lado vê-se o que restou de uma pessoa que se encontrava sentada na escada no momento da explosão da bomba atômica sobre Hiroshima: uma sombra!!!!

Segundos depois da detonação forma-se como consequência da enorme diferença de pressão originada pelos ventos iniciais, um deslocamento de ar quente no sentido do centro da explosão, o que funciona como um granda aspirador, sugando os destroços de tudo que foi devastado. Esse deslocamento de ar atinge alguns quilômetros de altitude; por fim, a nuvem carregada de destroços acaba por se resfriar e começa o caminho de volta à superfície: é nesse momento que se forma o "cogumelo atômico".

Saldo após a explosão sobre Hiroshima: 6 quilômetros quadrados de devastação, mais de 78 mil mortes instantâneas e quase 70 mil feridos - números que se tornariam mais que o dobro ao longo dos anos, como consequência da exposição diária à radiação ionizante, principalmente do tipo gama.

Hiroshima antes da explosão ........... e, segundos após a explosão

Nos dias que se seguiram, outros milhares de pessoas sofreram com cansaço extremo, dores de cabeça, náuseas, vômito, febre, manchas na pele, queda de cabelos, gengivas sangrando, queimaduras, etc....

Três dias depois da explosão em Hiroshima, outra bomba atômica de mais de 20 quilotons - essa, com um combustível nuclear à base de plutônio em vez de urânio - matou aproximadamente 70 mil pessoas, em Nagasaki.

O Japão, diante de tantas perdas, se rendeu... e terminava um dos eventos mais vergonhosas da história da humanidade: a Segunda Guerra Mundial....

A fissão nuclear e a bomba atômica

Em 1934, o casal Curie-Joliot descobriu que era possível transformar elementos não radioativos em outros, radioativos, por meio de reações nucleares feitas em laboratório - uma transmutação - onde utilizaram partículas alfa no bombardeio dos átomos a serem transmutados.

Coube ao italiano Enrico Fermi, sugerir a substituição dessas partículas por nêutrons, já que a ausência de carga elétrica evitaria a repulsão nuclear, facilitando, então o processo.

Os cientistas alemães Otto Hahn e Fritz Strassman executaram a experiência imaginada por Fermi, isto é, obter o elemento de número atômico 93 a partir do bombardeio de U -238 com um nêutron, o que levaria o átomo de U -238 a emitir uma partícula beta. E, para surpresa, inclusive dos realizadores, foi detectada a formação de átomos de bário (Z = 56)! Foi quando a cientista austríaca Lisa Meitner concluiu que o núcleo de urânio havia se fragmentado em pedaços menores - um deles, o bário. O fenômeno foi então batizado de fissão nuclear. Estava, então , dado o primeiro passo, quase por acaso, para a produção da bomba atômica.



A estabilidade do núcleo atômico depende de muitos fatores, sendo, portanto, muito difícil fazer qualquer previsão quanto a essa propriedade;alguns fatos, contudo, puderam ser observados pelos cientistas:

• núcleos com números pares tanto de prótons quanto de nêutrons costumam ser mais estáveis do que aqueles que apresentam ao menos uma dessas quantidades em valor ímpar. É muito raro um núcleo estável com números ímpares de prótons e de nêutrons.



• para átomos com número atômico menor ou igual a 20, os isótopos mais estáveis apresentam a razão n/p ( nºde nêutrons/nº de prótons) igual ou próxima de 1.
  

Acompanhe:

carbono - 12 (estável) : n/p = 6/6 = 1.

carbono - 14 (radioativo) : n/p = 8/6 = 1,33...

Quando ocorre uma fissão nuclear, uma quantidade ENORME de energia é liberada ! Se 1g de trinitrotolueno sofre combustão, 2,80 kJ são liberados... se 1g de U -235 sofre fissão, 84 milhões de kJ serão liberados!!!

Reação em cadeia

A liberação de dois ou três nêutrons na fissão de cada núcleo de U -235 permite que eles caussem a fissão de mais alguns núcleos desse isótopo do urânio que, fissionados, vão liberar mais nêutrons, que, por sua vez fissionarão outros núcleos de U - 235, e assim por diante - trata-se de um efeito dominó, uma reação em cadeia capaz de liberar quantidades de energia e radiação sempre crescentes, atingindo proporções inimagináveis!!!

Para que a reação em cadeia prospere, é necessário, no entanto, uma massa mínima do isótopo que está sofrendo fissão, ou os nêutrons escapam para o meio externo, e a reação em cadeia é interrompida - é o que chamamos de massa crítica. Para o urânio, essa massa é de alguns quilogramas.

Enriquecimento do urânio

Entre os isótopos do urânio, o único que sofre fissão nuclear é o U -235. Ocorre que a abundância desse isótopo na natureza é em torno de 0,7% da massa das amostras de urânio natural; o resto é de U - 238. Para aumentar a proporção do primeiro nessa mistura,utilizam-se técnicas de enriquecimento de urânio. O urânio extraído da natureza é transformado, por meio de reações químicas, no U3O8, um óxido de cor amarela -o yellow cake....Em seguida, esse óxido é transformado no gás UF6 para que o urânio possa ser enriquecido.

A partir daí, há duas opções principais:

• enriquecimento do urânio por difusão gasosa
• enriquecimento do urânio por ultracentrifugação (opção adotada no Brasil, que utiliza uma ultracentrífuga que gira a 70 mil rotações por minuto com o gás UF6 em seu interior).

Depois que o urânio foi enriquecido, as moléculas de UF6 são convertidas a átomos de urânio metálico. Agora, no entanto, haverá uma fração de U - 235 muito maior que os 0,7% da mistura original.

Atingindo-se valores próximos a 90%, tem -se o enriquecimento suficiente para uma bomba atômica; já para as usinas nucleares, o enriquecimento exigido é de valores em torno de 3%.

Radioatividade e medicina

Uma das mais importantes ferramentas utilizadas em diagnósticos ultimamente, tem sido os rastreadores ou traçadores radioativos (radioisótopos que, usados em quantidades ínfimas, podem ser acompanhados por detectores de radiação dentro de um organismo vivo). Administrados ao paciente por via endovenosa ou oral, em pequenas doses para não representar perigo à saúde, eles se concentram na região do corpo que deve ser examinada, que poderá, então, ser investigada pela técnica da cintilografia, onde, em um aparelho chamado de câmara de cintilação, ocorre a emissão de uma pequena luminosidade (ou cintilação) quando a radiação proveniente do paciente é detectada, transformando esse sinal em uma imagem.

A cintilografia é diferente de outros métodos de imagem porque tem or objetivo avaliar a função dos órgãos: é o corpo por dentro, funcionando, em tempo real!
A avaliação funcional é baseada na capacidade que os órgãos e as células do nosso organismo têm de concentrar e metabolizar diferentes substâncias; ao administrarmos compostos contendo átomos radioativos semelhantes a essas substâncias, passamos a ser capazes de visualizar como nossos órgãos e células estão trabalhando: se um tecido doente perdeu a capacidade de concentrar alguma substância, a cintilografia mostrará isso como uma mancha na imagem - a "mancha fria".
Muitos compostos radioativos ou radiofármacos diferentes podem ser utilizados para estudar a função de diferentes estruturas, como por exemplo:

• flúor - 18 - utilizado em cintilografias cerebrais


• fósforo - 32 - utilizado em cintilografias do fígado, olhos e tumores


• tálio - 201 - utilizado em cintilografias do coração

A radioterapia

Além de auxiliar no diagnóstico de doenças, a radioatividade pode auxiliar no tratamento de algumas delas - o câncer, por exemplo. O cobalto - 60 é um dos radioisótopos mais utilizados na radioterapia externa - modalidade em que a radiação é emitida de fora pra dentro do corpo do paciente - uma vez que emite radiação gama, capaz de penetrar no corpo e atingir a região doente. Na radioterapia interna, o radioisótopo é ingerido ou administrado via intravenosa. Nesta modalidade, outros isótopos também são usados: iodo - 125 (meia - vida de 60 dias) ou o irídio - 192 (meia - vida de 74 dias).

Questões de Radioaticidade UFPE

01.) (UFPE/UNIVASF - 2008) a radiação gama consiste de :
a) partículas constituídas por elétrons, como consequência de desitegração de nêutrons

b) ondas eletromagnéticas emitidas pelo núcleo, como consequência da emissão de partículas alfa e beta

c) partículas constituídas por núcleos do elemento hélio

d) partículas formadas por dois prótons e dois nêutrons

e) partículas com massa igual à do elétron e sem carga

o2.) (UFPE - 2007 1ª FASE) O programa nuclear do Irã tem chamado a atenção internacional em função das possíveis aplicações militares decorrentes do enriquecimento de urânio. Na natureza, o urânio ocorre em duas formas isotópicas, o U -235 e o U - 238, cujas abundâncias são, respectivamente, 0,7% e 99,3% . O U - 238 é radioativo, com tempo de meia vida de 4,5 bilhões de anos. Independentemente do tipo de aplicação desejada.

Sobre o uso do urânio, considere a equação a seguir e analise as afirmativas:

1. O U - 238 possui três prótons a mais que o U - 235
2. Os três nêutrons liberados podem iniciar um processo de reação em cadeia.
3. O criptônio formadao tem número atômico igual a 36 e número de massa igual a 96.
4. A equação acima representa a fissão nuclear do urânio.
5. Devido ao tempo de meia vida extremamente longo, o U - 238 não ode , de forma alguma, ser descartado no meio ambiente.

Estão corretas apenas:

a) 2, 3, 4 e 5 b) 1, 3 e 4 c) 2, 4 e 5 d) 3, 4 e 5 e) 1, 2 e 5

Questões sobre radioatividade UPE

01.) (UPE - 99) Entre as alternativas a seguir relativas à radioatividade, assinale a verdadeira:
a) quando um núcleo radioativo emite uma partícula beta, seu número de massa aumenta de uma unidade e seu número atômico permanece constante.
b) na transmutação do U ( Z = 92, A = 238) em Pb ( Z = 82, A = 206 ), são emitidas 6 partículas beta e 8 partículas alfa.
c) o polônio Po ( Z = 84, A = 210 ) pertence à série do actínio.
d) depois de cem dias, 64,0 g de um isótopo radioativo decai a 2,0 g. Isso ocorre porque a meia - vida desse isótopo é igual a 20 dias.
e) bombardeando-se o Be ( Z = 4, A = 9 ) com um próton, obtém-se Be ( Z = 4, A = 8 ) acompanhado de um nêutron e de uma partícula beta.

02.) (UPE - 2001) A constante radioativa de um elemento "W" é igual a 1/50 / dia.
Analise atentamente as afirmativas a seguir:

• I - Partindo-se de 50 átomos de "W", decorridos 50 dias, teremos ainda no sistema 10 átomos de "W".
• II - A meia - vida do elemento radioativo "W" é de 35 dias.
• III - 80,0 g do elemento "W" são reduzidos para 40,0 g após decorridos 35 dias.
• IV - A meia - vida do elemento "W" é igual a 0,02 dias.

São verdadeiras:

a) I , II e III b) II e III c) III e IV d) I e IV e) I , III e IV.

03.) (UPE - 2003) Analise as afirmativas a seguir e assinale a verdadeira:

a) A vida - média de um radioisótopo é aproximadamente 70% do período de semidesintegração

b) Quando, num conjunto formado por 5.000 átomos de um radioisótopo, 10 se desintegram por minuto, conclui-se que a constante radioativa desse radioisótopo é igual a 500 átomos por minuto.

c) Em 1982, Chadwick descobriu o isótopo - 12 de carbono, bombardeando o berílio com partículas alfa

d) O rádio - 226 tem vida média de 2300 anos, então sua meia - vida será, aproximadamente, 1610 anos.

e) Uma partícula gama é mais pesada que uma partícula alfa, fato esse decorrente de sua velocidade ser muito maior que a da luz.

Emissões Radioativas.... o outro lado da moeda.

A falta de conhecimento científico leva , muitas vezes , à criação de mitos , tais como , acreditar que um alimento que foi submetido à radiação jamais deva ser consumido por um ser humano... a exposição à radiação tornaria esse alimento também radioativo!
No entanto , a exposição de um alimento a raios gama, por exemplo, livraria o alimento da presença de microrganismos causadores de doenças, uma vez que, essa radiação é extremamente eficaz na quebra de ligações químicas, o que levaria os microrganismos à morte!
A utilização da radioatividade traz benefícios a muitas áreas no mundo em que vivemos... uma de suas mais conhecidas aplicações está na Arqueologia, na determinação da idade de fósseis e objetos. As emissões beta a partir do carbono - 14 é a técnica mais importante utilizada para aquele fim.

Há muitos anos existe na Catedral de São João Batista em Turim, Itália, guardado como relíquia, um manto que teria envolvido o corpo de Jesus Cristo após a sua crucificação - o Sudário de Turim . O teste de carbono -14 , no entanto, determinou que o manto teria pouco mais de 600 anos de idade.... novo demais para ser da época de Cristo!.... fato este que deu início a uma grande polêmica envolvendo a Igreja católica e os cientistas.

Desde 1946, ano em que o americano Willard Libby desenvolveu a técnica de datação baseada no valor da meia-vida do isótopo do carbono - 14, os cientistas passaram a ter em mãos um recurso extremamente útil para a determinação da idade de muitos materiais que apresentam carbono em sua composição!

Essa técnica funciona de maneira razoavelmente simples... já que a vida em nosso planeta é baseada no elemento carbono e, consequentemente, nos seus três isótopos : C - 12 (98,9%) , C - 13 (1,1%) , C - 14 ( bastante raro). Senão, vejamos: as plantas absorvem moléculas de gás carbônico (CO2) contendo esses isótoos, que, vão passar pela cadeia alimentar, dos vegetais para os animais... dessa forma, todos os seres vivos irão apresentar algum carbono-14 em sua composição, em valores muito pequenos - próximos a 10 partes por bilhão (10 ppb). Esta taxa permanece razoavelmente constante pois, a velocidade de decaimento desse radioisótopo é praticamente igual àquela em que o organismo vivo o repõe ppor meio de sua alimentação ( ou fotossíntese). Só quando o ser morre é que o C - 14 se desintegra sem mais ser reposto no organismo... funciona como um "relógio nuclear" que seria acionado no exato instante em que a morte ocorresse! Então, medindo-se o teor de C -14 em um fóssil ou objeto e comparando-o ao valor normal da taxa desse isótopo em um ser vivo, pode-se chegar à sua idade com uma boa margem de exatidão!

O princípio da datação por carbono - 14, no entanto, apresenta restrições para a sua utilização; só poderá ser usado se:

• a amostra for originária de tecidos vivos, que um dia realizaram trocas gasosas com o ambiente;


• o objeto tiver mais de cem anos de idade ( que é o momento em que a atividade radioativa do C - 14 começa a ser perceptível ) e menos de 40.000 anos ( já que após a passagem de 7 períodos de meia - vida, o nível residual de radiação não pode mais ser detectado).

Outras técnicas de datação baseadas em fenômenos radioativos já foram capazes de revelar até a idade do nosso planeta: desta feita, utilizando o urânio - 238, que por uma longa sequência de emissões radioativas, se transforma no chumbo - 206, que é estável (não radioativo), processo que requer em torno de 4,5 bilhões de anos para se realizar! Análises das rochas mais antigas de nosso planeta indicaram que a proporção entre os átomos de urânio - 238 e de chumbo - 206 formado a partir do primeiro é de 1 : 1 . Isso significa que, desde o "nascimento" do planeta, metade desse isótopo de urânio presente nas rochas desintegrou-se formando chumbo - 206, o que corresponde a uma meia - vida do U - 238 , ou seja, 4,5 bilhões de anos!!!!!!

(Fonte : Planeta Química Ciscato & Pereira 1ª edição)