Quantas partículas alfa e quantas partículas beta precisam ser emitidas para transformar um urânio 238 em um rádio?

O decaimento radioativo natural ocorre quando o núcleo do átomo de algum elemento químico é instável e, então, ele como que “se parte”, liberando radiações eletromagnéticas e desintegrando-se.

Um núcleo é instável quando ele possui mais de 84 prótons (todos os elementos com número atômico (Z) igual ou superior a 84, isto é, do polônio em diante).  Isso acontece porque os prótons possuem carga positiva e repelem-se mutuamente, assim, eventualmente o núcleo desestabiliza-se e desintegra-se, tendo em vista que as forças que mantêm o núcleo unido são insuficientes para combater as forças de repulsão entre essa grande quantidade de prótons.

Além disso, essa desintegração também pode ocorrer em elementos com número atômico menor que 84, se eles possuírem uma quantidade muito diferente entre os prótons e os nêutrons no núcleo. Visto que os nêutrons não têm carga elétrica, essas partículas são as responsáveis por minimizar as forças de repulsão entre os prótons e manter o núcleo estável. Porém, se houver bem mais prótons que nêutrons, ou bem mais nêutrons que prótons, o núcleo perderá a sua estabilidade e também se desintegrará. Estes são os chamados núcleos enriquecidos.

Esse fenômeno é denominado de decaimento radioativo natural porque ocorre espontaneamente quando o núcleo instável libera partículas alfa (α), beta (β) e/ou gama (γ) (essas três são as radiações naturais liberadas pelos núcleos instáveis, sendo que a radiação gama não é partícula, mas geralmente acompanha a emissão alfa e a emissão beta), transformando-se em outro elemento químico.

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Por exemplo, o Urânio-238 é um isótopo radioativo que sofre decaimento por liberar uma partícula alfa (que é constituída de dois prótons e dois nêutrons) e, com isso, origina um núcleo de Tório-234:

23892U → 23490Th + 42α

Podemos dizer também que ocorreu uma transmutação natural.

No entanto, o tório também sofre decaimento radioativo natural, porque seu número atômico é igual a 90. Ele libera uma partícula beta (um nêutron transforma-se em um próton no núcleo e em um elétron que é liberado) e transforma-se em outro elemento, o Protactínio (Pa-234) de número atômico 91. Esse decaimento continua com esse elemento em uma série sucessiva, até que se transforme finalmente em um elemento químico de núcleo estável.

Nesse caso que estamos considerando, o decaimento radioativo termina com o chumbo 206 (Pb-206), cujo número atômico é 82, como se pode ver abaixo:

É possível também realizar transmutações artificiais, isto é, com núcleos estáveis. Veja como isso é feito lendo o texto Radioatividade Artificial.

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1° ATIVIDADE COMPLEMENTAR DA DISCIPLINA 
FÍSICA DAS RADIAÇÕES 
1. Quando o átomo do elemento Urânio (92U
239) é transformado no átomo do elemento 
Plutônio (94Pu
239), pode-se afirmar que foram emitidas: 
a) duas partículas pósitron. 
b) duas partículas dêuteron. 
c) duas partículas gama. 
d) duas partículas alfa. 
e) duas partículas beta. 
2. Quantas partículas alfas (α) e quantas partículas beta (β) precisam ser emitidas para 
transformar um urânio-238 (23892U) em rádio (
226
88Ra): 
a) 2 partículas alfa (α) e 3 partículas beta (β). 
b) 1 partícula alfa (α) e 2 partículas beta (β). 
c) 3 partículas alfa (α) e 2 partículas beta (β). 
d) 3 partículas alfa (α) e 3 partículas beta (β). 
e) 4 partículas alfa (α) e 3 partículas beta (β) 
3. O elemento netúnio (93
237Np), após a emissão de sete partículas alfa e quatro partículas 
beta, transforma-se em qual elemento químico? 
a. 92238U 
b. 90232Th 
c. 88226Ra 
d. 85210At 
e. 83209Bi 
4. (PUC-SP) Na sequência radioativa: 84216A → 82212B → 83212C → 84212D → 82208E temos, 
sucessivamente, emissões: 
1° ATIVIDADE COMPLEMENTAR DA DISCIPLINA 
FÍSICA DAS RADIAÇÕES 
a. -10β -10β -10β 24α 
b. 24α -10β -10β 24α 
c. 24α -10β 24α -10β 
d. 24α 24α -10β -10β 
e. -10β 24α 24α -10β 
 
5. Qual o número de massa (A) de um átomo de cálcio (Z = 20) com 20 nêutrons? 
 
 
6. Indique o número de prótons, nêutrons e elétrons que existem, respectivamente, no 
átomo de mercúrio 80
200Hg: 
a) 80, 80, 200. 
b) 80, 200, 80. 
c) 80, 120, 80. 
d) 200, 120, 200. 
e) 200, 120, 80. 
7. O átomo de um elemento químico possui 83 prótons, 83 elétrons e 126 nêutrons. Qual 
é, respectivamente, o número atômico e o número de massa desse átomo? 
a) 83 e 209. 
b) 83 e 43. 
c) 83 e 83. 
d) 209 e 83. 
e) 43 e 83. 
 
8. São unidades de medida de exposição à radiação (x): 
a) R(Ronteng) e C/kg 
b) Rad e C.kg-1 
c) C.kg e R(Ronteng) 
d) C/kg e rem 
1° ATIVIDADE COMPLEMENTAR DA DISCIPLINA 
FÍSICA DAS RADIAÇÕES 
e) J/kg e rad 
 
 
 
9. Quando os raios x atravessam o corpo humano: 
a) Toda energia é absorvida pelos tecidos do corpo. 
b) Parte da sua energia é refletida pelos tecidos do corpo 
c) Não há absorção de energia pelos tecidos do corpo 
d) Parte de sua energia é absorvida pelos tecidos do corpo 
e) Toda sua energia é refletida pelos tecidos do corpo 
 
10. Sabendo-se que o número atômico do Cs-137 é 55, calcular a massa atômica e o 
número atômico do elemento final após um decaimento Beta e um decaimento Gama. 
 
 
 
 
 
 
11. O fenômeno que ocorre com os materiais radioativos que no decorrer do tempo, as 
radiações emitidas perdem sua intensidade (atividade)? 
a) lei do decaimento radioativo 
b) lei de constante radioativa 
c) lei de transmutação 
d) lei radioativa 
e) n.r.a 
 
12. Um Curie (Ci) equivale a: 
a) 37.000.000.000 
b) 37GBq 
c) As alternativas (a) e (b) estão certas 
d) Todas as alternativas estão incorretas 
 
13. Atividade (A) é definida como sendo: 
1° ATIVIDADE COMPLEMENTAR DA DISCIPLINA 
FÍSICA DAS RADIAÇÕES 
a) Taxa de exposição em um determinado ponto 
b) Desempenho de um trabalhador durante um serviço 
c) A espessura de um material capaz de reduzir a intensidade de radiação incidente à 
metade 
d) O número de transformações nucleares ou desintegrações que ocorrem em um certo 
intervalo de tempo. 
e) O tempo necessário para que a atividade de um radioisótopo seja reduzida à metade 
 
14. Os elementos Boro e Carbono possuem respectivamente Z=5; A= 11; Z=6 e 
A=12.Esses elementos são: 
a) Isóbaros 
b) Isótonos 
c) Isótopos 
d) N.d.a 
 
15. Faça um resumo em relação as 4 primeiras aulas (Radiação corpuscular)

Como calcular o número de partículas alfa e beta?

Quantas partículas alfa e beta são emitidas na seguinte transformação?

Quantas partículas alfa e beta o átomo 91pa231?

Qual a carga das partículas alfa?