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Química 12º
ENERGIA NUCLEAR
Escola Secundária de Caldas das Taipas
Combustíveis alternativos e algumas alternativas aos combustíveis
Para começar...
História Energia nuclear
Radioatividade
Química 12º
Marie Curie PrósContrasDesastres
Química 12º
Um pouco de História...
Antoine Henri Becquerel, França (1852-1908)
Marya Sklodowska Marie Curie, Polónia (1867-1934)
Pierre Curie, França (1859-1906)
Química 12º
Um pouco de História...
“Lembras-te do dia em que me disseste: ‘Gostava que o radium tivesse
uma bonita cor’? Olha… olha!”
“Lembrar-se-ia para sempre desta noite de pirilampos, desta magia!”
Um pouco de História...
Química 12º
“Não tínhamos dinheiro nem um laboratório decente para levarmos a cabo a nossa
importante e difícil tarefa”
“Era como criar algo a partir do nada!”
“Às vezes passava um dia inteiro a mexer uma massa fervente com um varão de ferro
quase do meu tamanho. Chegava à noite morta de cansaço.”
Química 12º
Um pouco de História...“Se a nossa descoberta tem futuro
comercial, isto é um acidente do qual não devemos aproveitar-nos. O rádio
vai ser útil no tratamento das doenças, e parece-me impossível tirar proveito
disso.”
Química 12º
Um pouco de História...Albert Einstein, Alemanha
(1879-1955)
Otto Hahn, Alemanha (1879-1968)
Fritz Strassmann, Alemanha (1902-
1980)Enrico Fermi, Itália
(1901-1954)
Química 12º
Energia Nuclear
Sabias que?!
A 1ª central nuclear ampla
abriu em Calder Hall, Inglaterra,
em 1956.
1kg U 2 mil ton carvão 8 mil barris petróleo
Química 12º
Energia de Ligação Nuclear
Dada quantidade de Massa
Conversão em Energia
Formação de um núcleo
atómico
Mantém juntos os nucleões
Teoria da Relatividade
Química 12º
Estabilidade
Estabilidade Nuclear
Núcleo leve
(excesso de neutrões)
Núcleo pesado (deficiência
de neutrões)
Núcleo Radioativo
Isótopo Radioativo
Radioatividade
Instabilidade
Química 12º
Estabilidade Nuclear
Relação entre o número atómico e número de massa e a estabilidade
do elemento.
Química 12º
Estabilidade Nuclear
Números Mágicos
Número de protões 2 820
28
50
82
114
164
___
Número de neutrões 2 820
28
50
82
126
184
196
Química 12º
Isótopos* Igual número atómico
* Diferente massa atómica
Declinam para atingir a estabilidade
Cadeia de declíneo
Química 12º
Emissões Radioativas
* Partículas * Partículas * Raios
Sabias que?!No ano de 1990, a Energia
Nuclear era a fonte energética de maior crescimento. Mas
em 2005 já era a segunda de menor crescimento.
Radiação energética Partículas
subatómicas
Química 12º
Partículas *
* Carga positiva
* Excessivamente pesadas
* Não penetram a pele
* Ex: Urânio-238 Tório-234
Química 12º
Partículas * - ou +
* Metade da velocidade da luz
* Pouca massa
* Penetram alumínio (5mm)
* Ex: Estrôncio-90 Ítrio-90
Decaimento -
Decaimento +
Química 12º
Partículas * ≈ raios X
* Carga neutra
* Sem massa
* Velocidade da luz
* Ex: Rádio-226 Rádon-222
Decaimento
Química 12º
Emissão de partículas radioativas
Tipo de
radiação
Carga da
partícula
Massa (unidades de
massa atómica)
Velocidade
das
partículas
Capacidad
e ionizante
Poder
penetrante
Travada
por ex.
por
Partícula alfa ( ou )
+2 4 Lenta ElevadaFraco, mas
provoca danos
Folha de papel ou
pele
Partícula beta negativa (-)
-1 1/1850 Rápida MédiaModeradamente
penetranteAlumínio
Partícula beta positiva (+)
+1 1/1850 Rápida MédiaModeradamente
penetranteAlumínio
Partícula gama ()
0 0 Muito rápida (velocidade da luz)
Elevada Muito penetrante Chumbo
Química 12º
Tempo de meia-vida
O acidente no reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a amosfera grande quantidade de estrôncio radioativo, cuja meia vida é 28 anos. Supõe-se ser este isótopo a única contaminação radioativa e sabe-se que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade do isótopo se reduzir, por desintegração, a 1/16 da quantidade inicialmente presente.
Determine em que ano o local poderá ser habitado novamente.
Química 12º
Radioatividade
Propriedade de núcleos instáveis
Sabias que?!
Medindo a quantidade de U-238 e de Pb-206 nas rochas da superfície da
Terra, os cientistas determinaram que a idade da superfície terrestre se situa
entre os 3.5 e os 4.0 mil milhões de anos. Assim, e considerando o tempo que as rochas levaram a arrefecer, a
Terra deverá ter cerca de 4.5 mil milhões de anos.
Química 12º
Origem da Radioatividade
* Terrestre* Cósmica
Natural Artificial
Sabias que?!
Os fumadores recebem uma dose de radiação de chumbo-210 que se encontra naturalmente no tabaco; e, também, uma dose adicional de radiação proveniente do
decaimento do rádon e do polónio-218.
Química 12º
Principais fontes de radiação a que estamos
sujeitos no dia-a-dia
Sabias que?!
Braga, Porto, Viseu, Guarda, Castelo Branco e Portalegre são os distritos de Portugal em que há maior acumulação de gases
radioativos ao ponto de se atingir níveis perigosos.
Química 12º
Datação* Método relativo
* Método absoluto
Sabias que?!
Os principais produtores de energia nuclear são a França, a Suécia e a Ucrânia, sendo que a percentagem de energia elétrica doméstica resultante da energia nuclear em 1998 pela França foi
de 77%, pela Suécia 47% e pela Ucrânia 44%.
Química 12º
Medidores de Radioatividade
* Contador de Geiger
Müller
Esquema de funcionamento de um detetor de radiação – contador de Geiger.
Química 12º
Fusão nuclearCondições para o sucesso de um reator
termonuclear:* Elevada densidade de partículas
* Elevada temperatura do plasma
* Longo tempo de confinamento do plasma quente
Química 12º
Tipo de reaçãoMatérias
primas
Temperatu
ra típica de
reação (K)
Energia
libertada
por kg de
combustív
el (J/kg)
Química C + O2 CO2
Carvão betuminoso
7x102 3.3x107
FissãoU-235 + n Ba-143 + Kr-
91 + 2nUO2 (3% U-235 +
97% U-238)1x103 2.1x1012
Fusão H-2 + H-3 He-4 + n Deutério e Trítio 1x108 3.4x1014
Química 12º
Prós da Radioatividade* Menos dispendiosa;* Menos poluente;* Rentável;* Transporte menos perigoso;* Menos resíduos;* Fiável;* Reduz o défice;* Aumenta a competitividade...
Sabias que?!
Apesar da polémica que se gera à volta da Energia Nuclear,
18% das necessidades mundiais de
eletricidade são satisfeitas por esta
via.
Química 12º
Contras da Radioatividade * Resíduos perigosos;* Muito investimento em
segurança;* Poluição térmica;* Utilização para fins bélicos;* Ameaça à estabilidade
económico-social...
Sabias que?!
O plutónio-239 leva 24000 anos
para ter a sua radioatividade
reduzida a metade, e cerca de 50000 anos para se tornar
inócuo.
Química 12º
Desastres Nucleares* Acidente nuclear de Chernobyl, Ucrânia, 26 de Abril de
1986 – explosão num reator nuclear.
* Acidente nuclear de Fukushima, Japão, 11 de Março de 2011 – explosão devido ao sismo e tsunami.
* Bomba nuclear Little Boy lançada em Hiroshima, Japão, 6 de Agosto de 1945.
* Bomba nuclear Fat Man lançada em Nagasaki, Japão, 9 de Agosto de 1945.
Química 12º
Chernobyl, 1986
Sabias que?!
O acidente de Chernobyl teve 400
vezes mais radiação do que a bomba lançada
em Hiroshima, no Japão.
http://www.youtube.com/watch?v=rvAJ_u3Q0Hw
Química 12º
Fukushima, 2011http://www.youtube.com/watch?v=3ypiDPfL9Yk
Química 12º
Hiroxima, 1945
http://www.youtube.com/watch?v=BfJZ6nwxD38
Química 12º
Nagasaki, 1945 http://www.youtube.com/watch?v=6l5jI4iO4-g
Química 12º
Unidades da RadiaçãoDecaimento radioativo
• SI: Becquerel (Bq)
• Outro: Curie (Ci)
Dose absorvida
• SI: Gray (Gy)
• Outro: rad
Dose equivalente
• SI: Sievert (Sv)
• Outro: Rem
Sabias que?!
Há um Festival Internacional de Filmes sobre Energia Nuclear a realizar-se todos os anos no Rio de Janeiro entre Maio e Junho. No seguinte link podes ver um vídeo sobre o
festival: http://www.youtube.com/watch?v=xwtx1cFgRHg.
Química 12º
Sabias que?!
A atividade do rádon equivale a 55% das
radiações a que estamos sujeitos no meio ambiente.
Radioatividade Ambiental
http://veja.abril.com.br/infograficos/natureza-morta/
Química 12º
Livros* Fórmula de Deus, José
Rodrigues dos Santos;
* Diário de Éve: Madame Curie;
* Hiroxima, John Hersey.
Química 12º
Documentários* A última bomba atómica, EUA (2005);* URÂNIO 238, Peace Center;* Uranium Road, do diretor Theo Antonio
(2007);* The Return of Navajo Boy , diretor Jeff
Spitz;* Fight for Country do diretor Pip Starr;* Uranium do diretor canadense Magnus
Isacsson.
Química 12º
Filmes* Ameaça Subterrânea (ou
Fire Down Below) com Steven Seagal, EUA (2004), Ocean Pictures, Direção de Rex Piano.
* Ameaça Terrorista (ou Unthinkable), EUA (2010), Direção de Gregor Jordan.
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