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• Identificar que os nuclídeos sofrem decaimento radioativo, dando origem a novos elementos químicos;
• Reconhecer como o número atômico e o número de massa do novo elemento estão relacionados às partículas ou radiações emitidas durante o decaimento radioativo;
• Calcular o tempo de meia-vida de um nuclídeo a partir de dados de variação da massa e do tempo de decaimento;
• Interpretar dados em um gráfico;
• Estabelecer os princípios utilizados pelo método de datação por C-14;
• Descrever como o carbono-14 é formado na natureza.

Uma aula de 50 minutos.

• Principais partículas dos átomos, número atômico e massa atômica;
• Semelhanças atômicas;
• Emissões radioativas;
• Noções sobre logaritmos.

Conteúdos específicos:

• Emissões radioativas;
• Leis da radioatividade;
• Tempo de meia-vida dos nuclídeos;
• Método da datação com carbono-14.

Recursos educacionais:

1. Apostila – “Radioatividade” no site da Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN: http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/radio.pdf

 

2. “Tempo de meia-vida”: Tempo de meia-vida

 

3. LabVirt – Radioatividade: http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_radioatividade.htm

Preparando a aula:

Peça aos alunos que se organizem em grupos com três componentes para facilitar a troca de idéias e a discussão entre eles.

Introduzindo a aula: (5 a 10 min.)

Esta aula poderá ser desenvolvida no laboratório de informática da escola, na própria sala de aula, ou sala ambiente, caso elas disponham de data-show.
Inicialmente, introduza a aula explicando aos alunos que eles irão fazer duas atividades no computador. A primeira será a leitura das páginas 08 a 11 da apostila “Radioatividade”, a qual se encontra no site da Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN: http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/radio.pdf.

E, em seguida a será feita a segunda atividade sobre “Tempo de meia-vida” para que possam compreender o princípio do cálculo da idade de fósseis: Tempo de meia-vida. O software é uma simulação em que o aluno pode analisar a massa da amostra radioativa, sua meia-vida, o tempo total para sua desintegração, e ainda montar gráficos para relacionar sua meia-vida.

Desenvolvendo a aula: (20 a 25 min.)

Oriente os alunos a localizarem a apostila “Radioatividade” no site da Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN. Peça para que façam a leitura das páginas 08 a 11 e anotem (em grupos) todas as informações que acharem relevantes, em relação aos fenômenos radioativos, descritos nessas páginas da apostila. Em seguida, oriente-os, também, para a realização da atividade sobre o tempo de meia-vida, utilizando os quatro primeiros radioisótopos da lista (iodo-131, césio-137, cobalto-60 e carbono-14). Essas atividades podem ser reproduzidas, também no seu computador com o uso de data-show.

Obs.: Nessa simulação sobre o tempo de meia-vida, são listados alguns radioisótopos, mas é fundamental que os alunos, na atividade utilizem o carbono-14, para que possam compreender melhor como se determina a idade de fósseis.

Sistematizando a aula: (20 min.)

Após a simulação do Rived, peça aos alunos que executem o recurso do Labvirt: http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_radioatividade.htm. O software é uma simulação que mostra os efeitos da radiação ocorrida pelo vazamento de material radioativo. Nele também é possível determinar o número de meias-vidas de alguns elementos radioativos.

Peça para que os alunos respondam as questões do recurso e as questões sugeridas a seguir, para que eles possam relacionar a desintegração dos radioisótopos com as suas emissões, o tempo que uma amostra radioativa leva para se transformar em outra, bem como o período de meia-vida do carbono-14, no cálculo da idade de um fóssil. É importante que o professor acompanhe os alunos durante o desenvolvimento da atividade, para auxiliá-los na interpretação das questões solicitadas e, também, em aspectos que não tenham ficado devidamente esclarecidos para os alunos:
Para responder as perguntas, caso necessário os alunos poderão refazer a simulação no computador, utilizando, na atividade proposta Tempo de meia-vida, os outros radioisótopos da lista (polônio-210 e radônio-222) para o cálculo do período de meia-vida.

1. Que acontece com a massa observada na balança quando o nuclídeo selecionado emite radiação beta na sua desintegração?
2. Que acontece com a massa observada na balança quando o nuclídeo selecionado emite partícula alfa na sua desintegração?
3. Que acontece com a massa observada na balança quando o nuclídeo selecionado emite radiação gama?
4. Observe a relação entre o número atômico do radioisótopo selecionado e o do radioisótopo formado. Explique por que houve a variação observada, com base na natureza da radiação beta.
5. Qual a relação entre o número atômico do radioisótopo escolhido e o do radioisótopo formado na transformação nuclear? Explique por que houve a variação observada, com base na natureza da radiação alfa.
6. Como o carbono-14 é formado na natureza e por que somente esse isótopo de carbono pode ser utilizado para determinar a idade de fósseis?
7. Com base no período de meia-vida do carbono-14, como é possível afirmar que um manuscrito hebreu do livro do Velho Testamento tenha mais de dois mil anos?

Ao final da aula, o professor solicitará aos alunos que apresentem as suas respostas e após análise das mesmas, o professor concluirá com a turma as respostas mais adequadas, de acordo com as informações fornecidas nas atividades desenvolvidas. Caso não haja tempo, essa discussão ficará para o início da próxima aula.

Sugestão de atividade complementar:

A partir dessa aula o professor poderá abordar também os estudos sobre a idade do Santo Sudário, por meio da datação com carbono-14.

Nome	Tipo
Tempo de meia-vida	Animação/simulação

O aluno será avaliado pela sua participação na realização das atividades no computador e nas discussões desenvolvidas na aula pela entrega das respostas das questões de sistematização.