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19.9: Transmutação Nuclear
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Nuclear Transmutation
 
TRANSCRIÇÃO

19.9: Transmutação Nuclear

A transmutação nuclear é a conversão de um nuclídeo em outro. Pode ocorrer pelo decaimento radioativo de um núcleo, ou pela reação de um núcleo com outra partícula. O primeiro núcleo criado pelo homem foi produzido no laboratório de Ernest Rutherford em 1919 por uma reação de transmutação, o bombardeamento de um tipo de núcleos com outros núcleos ou com neutrões. Rutherford bombardeou átomos de nitrogénio-14 com partículas α de alta velocidade de um isótopo radioativo natural de rádio e observou protões a serem ejetados da reação. O núcleo do produto foi identificado como oxigénio-17 em 1925 por Patrick Blackett.

Para atingir as energias cinéticas necessárias para produzir reações de transmutação, são utilizados dispositivos chamados aceleradores de partículas. Estes dispositivos utilizam campos magnéticos e elétricos para aumentar a velocidade das partículas nucleares. Em todos os aceleradores, as partículas movem-se em um vácuo para evitar colisões com moléculas de gás. Quando são necessários neutrões para reações de transmutação, estes são geralmente obtidos a partir de reações de decaimento radioativo ou de várias reações nucleares que ocorrem em reatores nucleares.

Muitos elementos artificiais foram sintetizados e isolados, incluindo vários em grande escala, através de reações de transmutação. Os elementos após o elemento 92 (urânio) são chamados elementos transurânicos. Estes elementos foram todos descobertos através de reações de transmutação, embora os elementos 93 e 94, neptúnio e plutónio, tenham sido posteriormente encontrados na natureza como produtos de decaimento do urânio.

O neptúnio-239 foi criado pelo bombardeamento de urânio-238 com neutrões. A reação cria urânio-239 instável, com uma meia-vida de 23,5 minutos, que depois decai para neptúnio-239. O neptúnio-239 também é radioativo, com uma meia-vida de 2,36 dias, e decai para plutónio-239.

O plutónio é agora formado principalmente em reatores nucleares como subproduto durante o decaimento do urânio. Alguns dos neutrões libertados durante o decaimento de U-235 combinam-se com núcleos de U-238 para formar urânio-239; isto sofre decaimento β para formar neptúnio-239, que por sua vez sofre decaimento β para formar plutónio-239.

A medicina nuclear desenvolveu-se a partir da capacidade de converter átomos de um tipo em outros tipos de átomos. Isótopos radioativos de várias dúzias de elementos são atualmente usados para aplicações médicas. A radiação produzida pelo seu decaimento é utilizada para obter imagens ou tratamento de vários órgãos ou partes do corpo, entre outros usos.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 21.4: Transmutation and Nuclear Energy.

Tags

Nuclear Transmutation Radioactive Decay Nuclear Fusion Nuclear Fission Element Conversion Ernest Rutherford Alpha Particle Proton Nuclide Patrick Blackett Transmutation Process Target Nucleus Bombarding Particles Product Nucleus Transuranium Elements Neptunium Plutonium Uranium Decay Chains Fission Neutrons Electrostatic Repulsion High-speed Alpha Particles Curium

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