#075 - Poeira Radioativa

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O objetivo deste ensaio foi medir a radioatividade na poeira do ar da cozinha e comparar com a de outros ambientes domésticos.

Escrito e desenvolvido por Léo Corradini

Depois de vários ensaios verifiquei que a cozinha é o ambiente mais radioativo aqui em casa.
E o responsável por essa radioatividade extra é o granito da pia.


                      Teoria do ensaio:

Os granitos têm em sua composição, além do Potássio (1), traços de Urânio e Tório, bem como seus filhos, que os tornam radioativos.

A poeira fica radioativa porque um dos filhos do Urânio e do Tório é o gás radioativo Radônio.
Em particular o Radônio-222 gerado pelo Urânio por ser monoatômico, nobre e ter meia vida relativamente longa (3,8 dias), tem tempo para escapar pela porosidade natural do granito e contaminar a ar.

Na verdade não é o Radônio que contamina, quem contaminam  são os filhos dele.
Acontece dessa forma, quando o gás Radônio se desintegra emite uma partícula Alfa e transforma-se em Polônio-218.
O Polônio-218 por conta da perda de dois prótons e dois nêutrons (um núcleo de Hélio) fica momentaneamente carregado eletricamente.


Assim, ele vai grudar no que estiver por perto e as partículas de poeira são ótimas candidatas para essa união.
Por sua vez, o Polônio-218 que tem uma meia vida de 3,05 minutos também se desintegra transformando-se em Chumbo-214 (26,8 min) este por sua vez em Bismuto-214 (19,7 min) -> Polônio-214 (160 µs) -> Chumbo-210 (22 anos), etc. 
Esses filhos do Radônio produzem radiações Alfa, Beta e Gama.


Dessa forma, a partícula de poeira vai ficar radioativa por um bom tempo.

                         Como o ensaio foi feito:

Para detectar a radioatividade da poeira montei um papel filtro na ponta da mangueira do aspirador de pó e aspirei o ar por 30 minutos, exceto no ensaio "sem a poeira", em seguida coloquei o papel em frente da janela do contador Geiger.





As medidas da radioatividade foram feitas usando um contador Geiger (2) com um totalizador de pulsos que permite medir valores baixos de radioatividade porque podemos fazer medidas de longa duração.





O contador foi colocado dentro de uma lata para facilitar a medição da radiação do papel filtro.



 Usando a montagem da foto, foram feitas leituras no display do contador a cada 30 minutos que foram convertidas em contagens por minuto (CPM) ao longo de 150 minutos.




                          Resultados:

Comparativo de várias amostragens, valores em CPM (Contagens Por Minuto):

Local........(A).......(B)......(C).......(D).......(E)......(F)

 30 min - 24,20 - 21,57 - 21,63 - 23,17 - 21,30 - 20,33  
 60 min - 23,08 - 20,93 - 21,58 - 22,60 - 21,27 - 20,78
 90 min - 22,76 - 21,39 - 21,73 - 22,00 - 21,10 - 20,80
120 min - 22,41 - 21,44 - 21,59 - 21,48 - 21,17 - 20,72
150 min - 22,18 - 20,92 - 21,45 - 21,04 - 21,13 - 20,66

Médias  - 22,93 - 21,25 - 21,60 - 22,06 - 21,19 - 20,66


(A) - Cozinha - linha preta do gráfico.
(B) - Quarto mais afastado da cozinha - linha magenta do gráfico. 
(C) - Lado de fora, na janela do quarto - não colocado no gráfico.
(D) - Sala anexa à cozinha (*) - linha verde no gráfico.
(E) - Papel filtro sem amostra (**) - linha ciano do gráfico).
(F) - Sem o papel filtro (radiação de fundo (3)).


(*) Separadas apenas por uma porta que ficou aberta durante a amostragem. 
(**) Provavelmente o Potássio presente no papel elevou um pouco a contagem.


Lembrando que o valor da radiação de fundo, detectada por esse contador, é tipicamente 20,75 CPM (Contagens Por Minuto).



O gráfico permite comparar facilmente os resultados das medidas da radioatividade das amostras de poeira.

                                     Conclusões:

Fica evidente o maior nível inicial da radioatividade na amostra da poeira da cozinha e da sala anexa.

A queda acentuada dos valores, com o passar do tempo, é uma forte evidência de que a radiação foi produzida pelos filhos do Radônio, emitido pelo granito da cozinha. 

Usando esse gráfico foi possível estabelecer a meia-vida da amostra de pó radioativo, que ficou em torno de 35 min.

Compatíveis com os filhos do Radônio, o Chumbo-214 que tem meia-vida de 26,8 minutos e o Bismuto-214 com meia-vida de 19,7 minutos.

É muito provável que a radioatividade observada e medida seja devida principalmente a esses dois isótopos radioativos emissores de radiação Beta.


Outros dois filhos, o Polônio-218, meia vida 3,05 min, e o Polônio-214, meia vida 164us, tem meia vida muito curta para ter significância nesse gráfico.

Os números demonstram que é muito provável que o granito da pia esteja contaminando a atmosfera da cozinha e da sala anexa com Radônio.

Felizmente, os valores da radioatividade da poeira do quarto são baixos, praticamente se confundindo com a radiação de fundo.


(1) No Potássio existe um isótopo natural radioativo, o Potássio-40.
Porém, o Potássio-40 não produz o Radônio ou outros filhos radioativos.

(2) Esse contador é constituído por uma válvula Geiger-Müller modelo LND712 com janela de mica que é sensível também às partículas Alfa.

A eletrônica do contador gera os 500V necessários para polarizar a válvula Geiger, ela também tem um condicionador de pulsos que são totalizados por um contador de 6 dígitos, tudo alimentado por 4,5V e com um baixo consumo de 3,5mA.

(3) A radiação de fundo é o resultado da radioatividade natural do ambiente, ela é composta basicamente pela radiação do radônio e carbono-14 presentes na atmosfera, também por múons produzidos na alta atmosfera e outros elementos radioativos que contaminam todos os materiais a nossa volta.

 Veja também:

Granito radioativo
https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/uma-das-formas-que-desenvolvi-para.html

Radônio e a poeira radioativa
https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/este-e-um-dos-meus-experimentos.html

A radioatividade do granito  
https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/a-radioatividade-do-granito.html

Contador Geiger-Müller
https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/contador-geiger-muller.html

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