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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

O que é um isótopo?

Isótopos são átomos cujos núcleos atômicos têm o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. Nem todos os átomos do mesmo elemento são idênticos e cada uma dessas variedades corresponde a um isótopo diferente.

O que é um isótopo?

Cada isótopo do mesmo elemento tem o mesmo número atômico (Z), mas cada um tem um número de massa diferente (A). O número atômico corresponde ao número de prótons no núcleo atômico do átomo. O número de massa corresponde à soma de nêutrons e prótons no núcleo. Isso significa que os diferentes isótopos do mesmo átomo diferem entre si apenas pelo número de nêutrons.

Tabela Periódica dos Elementos

Cada átomo pode ter qualquer número de nêutrons. As diferentes combinações de nêutrons e prótons implicam diferenças nas forças de coesão dos núcleos dos isótopos. Assim, embora possam ter qualquer número de nêutrons, existem algumas combinações preferidas de prótons e nêutrons nos diferentes isótopos.

Isótopos leves (com poucos prótons e nêutrons) tendem a ser iguais ao número de nêutrons e prótons, enquanto isótopos pesados ​​tendem a ter mais nêutrons que prótons.

O fato de cada isótopo do mesmo elemento ter o mesmo número atômico significa que eles têm o mesmo número de prótons no núcleo atômico. Átomos do mesmo elemento têm o mesmo número de prótons e elétrons, mas podem ter números diferentes de nêutrons.

Os isótopos são de origem natural?

Os elementos que podem ser encontrados na natureza podem ser configurados em uma grande variedade de isótopos diferentes. A massa que aparece na tabela periódica dos elementos é a média de todas as massas de todos os isótopos que podem ser encontrados naturalmente.

Um exemplo de um isótopo natural é o hidrogênio. O hidrogênio tem três isótopos naturais, protium, deutério e trítio. Esses isótopos são usados ​​como combustível para a fusão nuclear. No aspecto das armas nucleares, são os elementos básicos que compõem a bomba de hidrogênio.

A maioria dos elementos naturais é composta de vários isótopos que só podem ser separados por procedimentos físicos (difusão, centrifugação, espectrometria de massa, destilação fracionada e eletrólise).

Como os isótopos são classificados?

Os isótopos podem ser de dois tipos:

  • Isótopos estáveis
  • Isótopos instáveis

Os isótopos estáveis ​​têm uma meia-vida da ordem de 3 bilhões de anos. Por outro lado, isótopos instáveis ​​são radioativos. Elementos instáveis ​​emitem radiação e se tornam outros isótopos ou elementos. 

O que são isótopos instáveis?

Átomos instáveis ​​são átomos radioativos: seus núcleos mudam ou se desintegram, emitindo radiação. Isótopos com ou sem nêutrons podem ser encontrados. Esses átomos podem existir por algum tempo, mas são instáveis.

Essa instabilidade é exatamente o que se busca no combustível nuclear usado nas usinas nucleares. Sendo instável, é muito mais fácil gerar reações de fissão nuclear.

Geralmente, o que torna um isótopo instável é o núcleo grande. Se um núcleo se tornar grande o suficiente a partir do número de nêutrons, ele será instável e tentará ejetar seus nêutrons e / ou prótons para alcançar a estabilidade. A emissão de nêutrons / prótons, bem como a radiação gama, é radioatividade.

Quais aplicativos os isótopos instáveis ​​possuem?

Isótopos instáveis ​​têm muitas aplicações possíveis em nossas vidas.

  • Primeiro, um isótopo de cobalto é usado na medicina para impedir a propagação do câncer.
  • Isótopos radioativos podem ser usados ​​como rastreadores em pacientes para monitorar vários processos internos. Um isótopo de iodo tem sido usado para encontrar tumores cerebrais. 
  • Além da medicina nuclear, os isótopos instáveis ​​da indústria podem medir a espessura do metal ou usá-lo para gerar eletricidade, como fontes de urânio ou plutônio.
  • Parte da eletricidade que consumimos diariamente é gerada em uma usina nuclear. Nas usinas nucleares, isótopos instáveis ​​de urânio são trabalhados para gerar reações de fissão no núcleo do reator nuclear.
  • Para namoro. Na arqueologia, por exemplo, é muito comum o uso do carbono 14 para estabelecer a datação de diferentes elementos.

No entanto, esses isótopos instáveis ​​podem ser perigosos em altas doses e difíceis de armazenar, tornando extremamente importante limitar ou desencorajar completamente o contato com esses isótopos. Certos isótopos também podem ter energias muito altas e liberar grandes quantidades de energia nuclear quando se decompõem, criando um risco possivelmente destrutivo.

Como são representados os diferentes isótopos de um elemento?

O urânio está presente em uma ampla variedade de isótoposExistem duas maneiras de representá-los: de acordo com a notação científica e de acordo com a notação simbólica.

  • Notação científica de isótopos: Os isótopos são identificados pelo nome do elemento químico seguido pelo número de prótons e nêutrons no isótopo. Por exemplo, os três isótopos mais comuns em urânio usados ​​como combustível nuclear seriam representados assim: U-235, U-235 e U-238
  • Notação simbólica de isótopos: o número de núcleons (prótons e nêutrons) é indicado como prefixo sobrescrito do símbolo químico. No caso dos três isótopos anteriores de urânio, seriam 234 U, 235 U e 238 U

Quem descobriu os isótopos?

A existência de isótopos foi descoberta como resultado do estudo de substâncias radioativas naturais. O nome do isótopo foi proposto por Frederick Soddy em 1911. Soddy verificou a igualdade de suas propriedades químicas.

Rutherford e Soody perceberam que o comportamento anormal dos elementos radioativos se devia ao fato de eles se transformarem em outros elementos e produzirem radiação alfa, beta e gama.

Frederick Soddy recebeu o Prêmio Nobel de Química em 1921 por seu trabalho em isótopos e radioatividade.

Autor:

Data de publicação: 2 de janeiro de 2013
Última revisão: 27 de março de 2020