O documento descreve a história da descoberta da radioatividade, começando com os experimentos de J.J. Thomson que levaram à descoberta do elétron e do átomo. Roentgen descobriu os raios-X em 1895. Becquerel descobriu a radioatividade natural em urânio em 1896. Rutherford identificou as partículas alfa e beta em 1900. Marie e Pierre Curie isolaram novos elementos radioativos, o polônio e o rádio, em 1898. A fissão nuclear foi descoberta por Lise Meitner e Otto

1. Universidade Estadual do
Maranhão
Departamento de Matemática e
Física
Disciplina: Evoluções da Física
Acadêmico: Laecio dos S.
Medeiros

2. Radioatividade
Marcos da história da
Radioatividade

3. A Radioatividade

A Radioatividade é a atividade, que
certos átomos possuem, de emitir
radiações eletromagnéticas e / ou
partículas de seus núcleos instáveis,
com o propósito de adquirir estabilidade.
Nesse processo são originados outros
núcleos, que podem ser estáveis ou
ainda instáveis; quando o núcleo
formado ainda é instável, ele continua
emitindo partículas e/ou radiações até se
transformar em um núcleo estável.

4. Onde tudo começa ?

5. Sir Joseph John
Thomson, (1856 – 1940).

6. 
Pai de George Paget Thompson
 Prêmio Nobel de 1937
Pelos seus trabalhos sobre a difração de
elétrons por cristais

7. 
As experiências de J. J. Thomson
podem ser consideradas o início do
entendimento da estrutura atômica.

8. 
Tubo de Raios Catódicos
 permitiu concluir irrefutavelmente a existência
dos elétrons
 Recebeu Prêmio Nobel de 1906

9. 
Os corpos são eletricamente neutros,
com a descoberta dos elétrons de
cargas negativa, concluiu-se pela
existência dos prótons. Isso dava um
modelo de átomo constituído por uma
esfera maciça, de carga elétrica
positiva, que continha elétrons nela
dispersas,
esse
modelo
ficou
conhecido como Pudim de Passas.

10. 
Segundo Thomson, o número de
elétrons que contem o átomo deve ser
suficiente para anular a carga positiva
da massa.

11. 
A construção do tubo de raios
catódicos e a descoberta dos raios
catódicos (elétrons) desencadearam a
descoberta de uma nova área da
física: a Radioatividade.

12. 
Nos anos seguintes à divulgação da
descoberta dos raios catódicos,
muitos cientistas reproduziram as
experiências
realizadas
por
Thompson,
como
acontecia
normalmente quando se descobria
algo de novo na época.

13. Wilhem Conrad Roentgen (
1845 - 1923)

14. 
Wilhem Conrad Roentgen, cujo
interesse oscilava entre a física e a
matemática, também realizou este
experimento em seu laboratório em
Würzburg, Alemanha.

15. 
Philip Lenard: os raios catódicos que
escapavam do tubo termiônico
iluminavam uma superfície, a uma
certa distância do tubo, que tinha
recebido uma camada de material
fosforescente.

16. 
Era essa estranha fosforescência que
Roentgen tentava duplicar, quando
observou algo notável. Embora o tubo
termoiônico de Roentgen estivesse
inteiramente encerrado em papelão
preto, ainda eram produzidos raios
que
iluminavam
uma
tela
fosforescente fora dele.

17. 
Mas o mais significativo era que esse
fenômeno ocorria não importando se
a superfície revestida (fosforescente),
ou o outro lado, estivesse ou não
voltados para o tubo de descarga.
Segundo parecia, os raios eram
dotados de um poder de penetração.

18. 
Roentgen imediatamente determinou
que a fluorescência era causada por
invisíveis raios originados de um vidro
parcialmente evacuado, que HittorfCrookes tinham usado para estudar
os
raios
catódicos
(elétrons).
Surpreendentemente,
estes
misteriosos raios atravessavam um
papel preto e opaco colocado em
frente ao tubo.

19. 
Em 22 de dezembro de 1895, seis
semanas
após
iniciar
suas
experiências, Roentgen usou os raios
para "fotografar" a mão de sua
esposa.

21. 
Roentgen havia descoberto os Raios
X (ele utilizou este nome, pois a
princípio não sabia se eram ondas ou
partículas), um fato que revolucionou
os campos da Física e da Medicina.
Por sua descoberta, Roentgen
recebeu o primeiro Prêmio Nobel em
Física, em 1901.

22. 
Em 20 de janeiro de 1896, semanas
depois de Roentgen ter feito sua
descoberta, Henri Poincaré fez uma
relatório sobre os Raios X para a
academia Francesa de Ciências.
Além de sua explicação sobre os raios
X, estavam algumas observações
referentes
a
fosforescências
estranhas que ele observou.

23. A descoberta da
radioatividade: as
partículas Alfa e Beta e os
raios Gama

24. Antoine Henri Becquerel (1852 –
1908)

25. Antoine H. Becquerel, membro de
uma família de quatro gerações de
físicos de renome, tinha grande
interesse
pelas
áreas
de
fosforescência
e
fluorescência
moleculares.
 Henri Becquerel, filho de AlexandreEdmound Becquerel (que havia
estudado extensivamente os materiais
fosforescentes).


26. 
Becquerel pensou em investigar se
todos os corpos fosforescentes
poderiam emitir raios similares.

27. 
Com
experimentos
adicionais
utilizando urânio, Becquerel chegou à
conclusão de que a radiação
penetrante era originária do próprio
elemento e não tinha relação com o
fenômeno da fluorescência.

28. 
Esta radiação, que inicialmente ficou
conhecida como raios de Becquerel,
foi chamada de radioatividade pela
polonesa Marie S. Curie, em 1898, e
logo passou a ser investigada por
importantes nomes da época, tais
como J. J. Thomson, e também por
vários cientistas em começo de
carreira.

29. 
Em1900, o físico neozelandês Ernest
Rutherford e o físico francês Pierre
Curie
identificaram,
emissões
oriundas
dos
elementos
radioativos,denominadas de partículas
alfa (α) e beta (β). No mesmo ano, o
físico francês Paul U.
Villard
identificou outra espécie de radiação
eletromagnética,
que
denominou
radiação gama (γ).

30. Emissões Alfa (α)
Partículas com carga elétrica positiva,
constituídas de 2 prótons e 2
nêutrons.
 Velocidade média : 20000 km/s .
 Poder de penetração : pequeno, são
detidas por pele, folha de papel.
 Poder ionizante ao ar : elevado, por
onde passam capturam elétrons,
transformando-se em átomos de
Hélio.


31. Emissões Beta (β)



Partículas com carga elétrica negativa e
massa desprezível (elétrons atirados
para fora do núcleo) .
Velocidade média: 95% da velocidade
da luz.
Poder de penetração : 50 a 100 vezes
mais penetrantes que as partículas alfa.
São detidas por 1 cm de alumínio (Al) ou
2 mm de chumbo (Pb).
Danos os organismos : maiores do que
as emissões alfa, podem penetrar até 2
cm do corpo humano e causar danos
sérios.

32. Emissões Gama (γ)

São ondas eletromagnéticas, da mesma
natureza da luz, semelhantes ao raio X.
Sem carga elétrica nem massa.

Velocidade: igual à da luz (300 000
km/s).
Poder de penetração: alto, são mais
penetrantes que raios X. são detidas por
5 cm de chumbo (Pb).
 Danos à saúde: máximo, pois podem
atravessar o corpo humano, causando
danos irreparáveis.


34. 
Também foi descoberto que a velocidade
do decaimento por unidade de massa é
fixa para qualquer radioelemento
específico, não dependendo de sua
composição química ou de seu estado
físico; porém, varia drasticamente de um
radioelemento para outro. O decaimento
poderia ser expresso em termos de
meia-vidas, que é o tempo que leva para
a atividade de um radioelemento decair
à metade do seu valor original.

35. 
Em 1913, os físicos F. Soddy, A. Russell
e
K.
Fajans,
em
trabalhos
independentes,
elaboraram
uma
generalização sobre as emissões a e b,
que ficou conhecida como Lei do
Deslocamento: “Quando um núcleo
emite uma partícula alfa (α) , seu
número atômico diminui de suas
unidades e seu número de massa
diminui de quatro unidades”. E “Quando
um núcleo emite uma partícula beta (β) ,
seu número atômico aumenta de uma
unidade e seu número de massa não se
altera” .

36. As descobertas de novos
elementos radioativos

Em 1895, a polonesa Marya
Sklodowska, que já adotara o nome
francês Marie, casou-se com Pierre
Curie.

38. 
Começaram a pesquisar de onde
eram provenientes as radiações
observadas por Becquerel no minério
de urânio.

Obtendo o resultado posteriormente,
assim afirmando que eram uma
“propriedade intrínseca do elemento
urânio”.

39. 
Sua intensidade era proporcional à
quantidade de urânio presente na
substância, não dependendo da
combinação química, da fase de
agregação, nem das condições
exteriores.

Os sais de tório emitiam radiações
semelhantes.

40. 
Como resultado de todo esse longo
trabalho, iniciado pelo físico alemão
Röntgen, que teve prosseguimento
com os trabalhos de Becquerel e de
Pierre e Marie Curie, nasceu o estudo
do fenômeno da radioatividade. Por
suas descobertas, Becquerel, Pierre e
Marie Curie foram laureados com o
prêmio Nobel de Física em 1903.

41. 
Pierre e Marie Curie foram ainda mais
longe:
◦ Em 12 de abril de 1898, anunciaram que
a pechblenda – um minério contendo
óxido de urânio - era bem mais radioativa
que o urânio metálico isolado. Isso
significava que o minério continha, além
do urânio, outro elemento radioativo.

43. Pechblenda
Descoberta por Becquerel pechblenda é uma variedade,
provavelmente impura, de uranita.

44. 
Polônio (Po)

Rádio (Ra)

45. 
Em 1911, recebeu seu segundo
Nobel, agora de Química, por essas
últimas descobertas.

46. 
Pierre Curie morreu, tragicamente, em
1906, após ter sido atropelado. Marie
Curie morreu de leucemia com 67
anos, em 4 de julho de 1934,
provavelmente vítima das radiações a
que ficara exposta durante grande
parte de sua vida.

47. A descoberta da
radioatividade artificial

Em janeiro de 1934, o casal Irène
Curie e Frédéric Joliot, filha e genro
de Marie Curie, respectivamente,
descobriram a radioatividade artificial,
obtendo substâncias radioativas
artificiais por meio do bombardeio
com partículas alfa, o boro, o alumínio
e o magnésio, obtendo isótopos
radioativos artificiais do nitrogênio,
fósforo e alumínio.

48. 
A descoberta desses elementos,
usados para acompanhar alterações
químicas e processos fisiológicos,
proporcionou-lhes o Prêmio Nobel de
Química (1935).

49. A descoberta do nêutron

Nos anos 20
◦ Rutherford, na Inglaterra
◦ W. D. Harkins, nos EUA
◦ Orme Masson, na Austrália

Somente em 1932, James Chadwick, na
Inglaterra, comprovou a existência do
nêutron, após irradiação de uma folha de
berílio com partículas a, oriundas do
decaimento do polônio.

50. A descoberta do pósitron

Prevista teoricamente por P. A. M.
Dirac em 1928, foi comprovada a
existência do "elétron positivo" por C.
D. Anderson em 1932, em estudos
das interações dos raios cósmicos em
uma câmara de nuvens ("cloud
chamber"), que também sugeriu o
nome "pósitron" para esta nova
entidade. O pósitron, similar às
partículas a e b, é encontrado nas
desintegrações de radionuclídeos
artificiais.

51. A descoberta da fissão
nuclear

Por volta de 1934, o físico italiano
Enrico Fermi notou que o
bombardeamento do núcleo de certos
átomos com nêutrons de velocidade
moderada fazia com que o núcleo
capturasse o nêutron.

52. 
Realizando experiências similares, os
químicos Otto Hahn e Fritz
Stassmann, em 1938, detectaram a
presença de bário, após o
bombardeamento do urânio com
nêutrons moderados.

53. 
Física austríaca Lise Meitner, e seu
sobrinho, o físico Otto R. Frisch:
◦ "O núcleo do átomo de urânio é instável
e, ao ser bombardeado com nêutrons
moderados, rompe-se praticamente ao
meio, originando dois núcleos de massa
média e liberando 2 ou 3 nêutrons, além
de mais energia".

54. A esse fenômeno foi dado o nome
de:
Fissão Nuclear

55. Outros Marcos da História da
Radioatividade

O desenvolvimento da indústria
nuclear começou com a Segunda
Guerra Mundial.

56. 
Em uma carta ao presidente Franklin
Roosevelt enviada em agosto de
1939, o físico Albert Einstein,
ganhador do Prêmio Nobel de física
em 1921, afirmava que os EUA
deveriam priorizar o desenvolvimento
de uma bomba baseada em energia
nuclear, antes que os alemães a
fizessem, pois já estavam tentando
purificar o U.

57. 
Em fevereiro de 1940, esta comissão
concedeu a Enrico Fermi e Leo
Szilard um contrato para iniciar a
construção de uma pilha nuclear (um
tipo de reator nuclear subcrítico), na
Universidade de Columbia.

58. 
Em dezembro de 1942, surgia o
primeiro reator nuclear autosustentável, chamado de "Chicago
Pile 1" (CP-1).

59. 
Nesse mesmo ano, surgia o "Projeto
Manhattan", que tinha por objetivo
desenvolver e construir armas
nucleares.

60. Projeto Manhattan

61. 
O sucesso não tardou e, no dia 16 de
julho de 1945, no estado do Novo
México nos EUA, a primeira bomba
atômica da história, conhecida como
"Gadget", foi detonada.

62. 
Esta bomba era composta de duas
pequenas bolas de plutônio,
recobertas por níquel e em cujo centro
estava um núcleo de berílio e urânio.
A explosão experimental, chamada
"Trinity", foi produzida pela união das
duas bolas por explosivos
convencionais.

63. Hiroshima e Nagasaki

Na manhã de 6 de agosto de 1945, em
Hiroshima, Japão, um avião americano B29, chamado Enola Gay, soltou uma
bomba atômica denominada "Little Boy",
que detonou 580 m acima do centro da
cidade. "Little Boy", assim chamada em
alusão a Franklin Roosevelt, tinha 3,2 m de
comprimento, 74 cm de diâmetro, pesava
4,3 t e tinha uma potência equivalente a
12,5 mil t de TNT, provido de uma bala de
2,26 kg de 235U, disparada em um alvo de
7,71 kg de 235U.

64. 
Quando as duas peças se encontram,
ocorre uma reação em cadeia. Como
resultado do ataque, pela liberação
intensa de calor e ocorrência de
incêndios, a cidade de Hiroshima foi
destruída e 90 mil pessoas morreram
naquele mesmo dia.

65. 
Três dias após destruir Hiroshima, outro
avião B-29 atacou a cidade de Nagasaki.
A bomba utilizada, chamada de "Fat
Man" em alusão a Winston Churchill,
consistia de dois hemisférios de plutônio
unidos por explosivos convencionais,
tinha 3,25 m de comprimento e 1,52 m
de diâmetro, pesava 4,5 t e tinha uma
potência equivalente a 22 mil t de TNT.
O ataque resultou em mortes imediatas
de 40 mil pessoas.

66. 
As conseqüências não foram maiore
porque o terreno montanhoso protegeu o
centro da cidade. Os estragos materiais
foram menos arrebatadores que em
Hiroshima, mas, 12 h depois, era visível
o fogo em Nagasaki, a mais de 320 km
de distância. Nagasaki, na verdade, era
o objetivo secundário; foi atingida porque
as condições meteorológicas de Kokura,
o alvo principal, impediriam que os
efeitos destrutivos da bomba fossem
verificados.

68. 
Até o final de 1945, 145 mil pessoas
tinham morrido em Hiroshima e 75 mil
em Nagasaki. Milhares de pessoas
sofreram ferimentos sérios. Devido
aos efeitos da radiação, várias mortes
ocorreram nos anos seguintes, e
causaram também nascimentos de
bebês com má formação genética.

69. 
A ação americana foi considerada por
alguns como uma demonstração
desnecessária de crueldade contra a
população civil japonesa. O governo
dos Estados Unidos justificou-se,
alegando que essa era a forma mais
rápida de encerrar, de uma vez por
todas, a Segunda Guerra Mundial.
Mesmo após seis décadas, este
debate continua.

70. O acidente de Chernobyl

Em 26 de abril de 1986, ocorreu o
mais grave acidente nuclear da
história, em Chernobyl, na atual
Ucrânia.

A força da explosão liberou uma
nuvem radioativa que atingiu a parte
oeste da antiga União Soviética, hoje
os países de Belarus, Ucrânia e
Rússia, e todo o norte e centro da

72. 
Três dias após a explosão, nenhum
comunicado ainda havia sido feito
pelo governo soviético a respeito do
acidente nuclear em Chernobyl.

Mikhail Gorbáchov, então presidente,
demorou 18 dias para comentar o
acidente, só o fazendo em 14 de
maio.

73. 
O total oficial de mortos diretamente
relacionado ao acidente no reator foi
de 31 pessoas, devido à participação
direta no combate aos incêndios da
unidade. Outros 237 trabalhadores
foram hospitalizados com sintomas da
exposição aos altos níveis da
radiação ao redor do reator.

74. 
Baseado em dados oficiais, estima-se
que 8.400.000 pessoas em Belarus,
Ucrânia e Rússia foram expostas à
radiação.

75. O acidente radioativo de
Goiânia

76. 
O Resultado dessa experiência foi a
morte de 4 pessoas, a amputação do
braço de outra e a contaminação, em
maior ou menor grau, de mais de 200
pessoas.

77. 
Foi desencadeou-se uma grande
operação para tratar as pessoas
contaminadas com o Cs, avaliar a
extensão da contaminação e,
posteriormente, remover todos os
traços da radioatividade dos locais
contaminados.

78. Este procedimento foi realizado com sucesso, sob a supervisão de
funcionários da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN).

80. Algumas das Aplicações Da
Radiação e Radioatividade

Medicina

Produção de Energia Elétrica

Preservação de Alimentos

81. Marcos da história da radioatividade e tendências atuais – Scielo
Brasil -Departamento de Química Analítica, Instituto de Química,
Universidade Estadual de Campinas, CP 6154, 13084-971
Campinas - SP, Brasil.
R.A. MARTINS, Como Becquerel não descobriu a radioatividade,
publicado no Caderno Catarinense de Ensino de Física 7 (1990)
27-45).
SANTOS, Carlos Alberto dos. Da revolução científica à
revolução tecnológica – Tópicos de história da física moderna.
Porto Alegre: Instituto de Física da UFRGS, 1997. Pp. 29-49.
Http://pre-vestibular.arteblog.com.br/51825/Energia-NuclearRadioatividade.