O que a física nuclear estuda?
Para introduzir, um pequeno texto que facilitará a compreensão do tema:
"Podemos dizer que a ideia do átomo partiu do seguinte princípio: se quebrarmos um objeto qualquer em pequenos pedacinhos menores, chegaria um momento em que não conseguiríamos mais quebrá-lo. Dessa forma, inicialmente propôs-se que o átomo seria indivisível. Porém, hoje sabemos que não se trata de uma partícula indivisível, mas sim de um sistema composto por diferentes partículas.
Foi a partir das teorias atômicas propostas por Dalton, de que os átomos eram esferas indestrutíveis e indivisíveis, que a ciência da estrutura atômica ganhou novos rumos de estudo.
Basicamente, a física nuclear faz de objetos de estudo as propriedades e o comportamento dos núcleos atômicos, bem como os mecanismos básicos das reações nucleares com nêutrons e outros núcleos. Assim, podemos classificar essas propriedades como sendo estáticas (cargas, massa, energia de ligação, etc.) e dinâmicas (radioatividade, estados excitados, etc.)."
Texto retirado de: http://www.brasilescola.com/fisica/a-fisica-nuclear.htm
Foi a partir das teorias atômicas propostas por Dalton, de que os átomos eram esferas indestrutíveis e indivisíveis, que a ciência da estrutura atômica ganhou novos rumos de estudo.
Basicamente, a física nuclear faz de objetos de estudo as propriedades e o comportamento dos núcleos atômicos, bem como os mecanismos básicos das reações nucleares com nêutrons e outros núcleos. Assim, podemos classificar essas propriedades como sendo estáticas (cargas, massa, energia de ligação, etc.) e dinâmicas (radioatividade, estados excitados, etc.)."
Texto retirado de: http://www.brasilescola.com/fisica/a-fisica-nuclear.htm
Núcleo atômico
Os núcleos são formados por prótons (positivo) e neutrôn (neutro)
- A física nuclear está envolvida em várias aplicações, como na obtenção de energia elétrica: usina nucleares, reações nucleares de fissão e fusão, bombas nucleares e radiação que serão todos mostrados abaixo:
Fissão e Fusão nuclear
Fissão: Fissão é uma reação que ocorre em virtude do rompimento de um núcleo atômico para a formação de dois novos átomos. O elemento químico mais utilizado nas fissões é o urânio
235. Durante seu processo o núcleo é
atingido por um nêutron, um átomo sofre a fissão, mas esse átomo vai liberar
dois ou mais três nêutrons que vão romper outros átomos, e assim
sucessivamente, formando uma reação em
cadeia.
Abaixo, duas imagens mostrando como ocorre este processo.
Fusão: A fusão ocorre com a união de átomos leves para a formação de
outro mais pesado, com liberação de energia. No sol, e nas demais estrelas ocorrem
reações de fusões de núcleos do gás hidrogênio para formar o gás hélio. Como no
sol existem temperaturas bem altas esse processo acaba se repetindo
continuamente.
Abaixo, uma imagem mostrando a fusão nuclear:
Abaixo, uma imagem mostrando a fusão nuclear:
Hiroshima e Nagasaki: o holocausto nuclear
Este vídeo traz uma breve explicação sobre o ataque das bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki, além das reações químicas na bomba atômica.
Energia Nuclear
Energia nuclear é uma forma de energia importante,
principalmente para países que não apresentam recursos hídricos para a geração
de energia elétrica. Porém não e uma fonte de energia renovável, o que gera
algumas dúvidas sobre sua utilização.
Vantagens
- Não contribui para o efeito de estufa (principal)
- Não polui o ar com gases de enxofre, nitrogênio, particulados, etc.
- Não utiliza grandes áreas de terreno: a central requer pequenos espaços para sua instalação;
- Pouco ou quase nenhum impacto sobre a biosfera;
- O risco de transporte do combustível é significativamente menor quando comparado ao gás e ao óleo das termoelétricas
- É a fonte mais concentrada de geração de energia
- Necessidade de isolar a central após o seu encerramento;
- Necessidade de armazenar o resíduo nuclear em locais isolados e protegidos*;
- Os resíduos produzidos emitem radioatividade durante muitos anos;
- Mais cara quando comparada às demais fontes de energia
- Dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em questões de localização e segurança;
- *esta desvantagem provavelmente durará pelo menos uns 30 anos, a partir de quando já se esperam desenvolvidas tecnologias para reciclagem e reaproveitamento dos resíduos radioativos
Retirado de : http://energiaeambiente.wordpress.com/2008/02/01/energia-nuclear-vantagens-e-desvantagens/
Usinas Nucleares
Usinas nucleares,geram energia elétrica através de reações nucleares. No brasil temos em funcionamento Angra 1 e 2 e uma terceira está em fase de instalação.
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| ANGRA- 1 |
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| ANGRA-2 |
Um vídeo sobre como funciona a geração de energia em usinas nucleares
Fonte: http://areaseg.com/vote2/html/un.html
Fonte: http://areaseg.com/vote2/html/un.html
Radioatividade
Radioatividade é um
processo nuclear em que núcleos de certos átomos tem de emitir radiação de
forma espontânea, ou seja é a propriedade que esses núcleos tem de emitir partículas
ou radiação eletromagnéticas. A radiação pode se apresentar de forma natural ou
artificial
- “Radioatividade natural ou espontânea: é a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza.”
- “Radioatividade artificial ou induzida: é aquela produzida por transformações nucleares artificiais.”
A radioatividade pode ser muito
perigosa para os seres humanos, pois o indivíduo exposto a radiação pode sofrer
mutações genéticas e ter vários problemas de saúde.Contudo, se utilizada de
forma adequada pode trazer benefícios ao homem um exemplo é o tratamento de
câncer e exames de raio-x.
Um vídeo para melhor entender o assunto:
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
1. Aponte três aspectos positivos e três aspectos negativos das usinas nucleares?
2. O que é fissão nuclear?
3. O que é fusão nuclear?
4. Qual o Nome das 2 usinas nucleares em funcionamento no Brasil?
Metodologia de ensino
INTRODUÇÃO
Aula é o meio utilzado pelas pessoas para expressar um
determinado tema, para que outras pessoas possam adquirir informações e
compartilhar os já exitentes. O objetivo da aula de física nuclear com essa
metodologia que será apresentada, será fazer com que os alunos simpatizem mais
com a matéria para que a aprendizagem da matéria seja maior e mais prazerosa,
porque se o aluno conseguir entende-la e depois repetir (no caso respondendo
perguntas sobre o que foi ensinado) terá mais contato com o conteúdo.
Dar
uma aula, não é
apenas um método de ensinar as pessoas, é tambm um meio de enriquecer os conhecimentos.
Fazer pesquisas, estudar e aprender para apresentar uma boa aula e assim
repassar essas informações, isso é o que pretendemos com a aula de física
nuclear, onde apresentaremos fotos, vídeos e curiosidade sobre o núcleo, a
matéria nuclear e fenômenos atômicos.
Segundo
dados do instituto SPAN (na Espanha), física nuclear : “é o ramo da física que estuda a estrutura do núcleo atômico, que contém quase toda a massa
da matéria que produzem reações”
Para a aula que será apresentada, utilizaremos como
recursos didáticos em slides (hipermídia), onde mostraremos o conteúdo sobre o
tema da aula, videos e imagens, para interagir o conteúdo com os alunos, irão
usar um jogo de perguntas e respostas, onde a sala será dividida em dois grupos
e um irá fazer perguntas para o outro. Mostraremos acidentes e fenômenos nucleares
recentes como o acidente em 12 de março de 2011 no Japão na usina de Fukushima
Nº1 (250 km ao norte de Tóquio).
Esses recursos serão
utilizados, porque segundo Garcia (2011) :
além dos livros
tradicionais, existem outros materiais didáticos produzidos em diferentes
suportes e com diferentes funções. Em sua opinião, embora alguns materiais
possam ser usados em diferentes disciplinas, cada conteúdo necessita de um tipo
específico de material, que possa contribuir, de modo efetivo, para o
estabelecimento de algumas condições favoráveis ao ensino e à aprendizagem. Recursos
tecnológicos estão cada vez mais presentes, os novos recursos
vão chegando, com diferentes ritmos, em alguns casos, eles já estão
absolutamente incorporados ao cotidiano escolar. Cito aqui, para exemplificar
trabalhos sobre esse tema, uma dissertação que examinou o uso de hipermídia no
ensino de física para a construção de aprendizagens significativas (Artuso,
2006), embora continuem demandando debates e estudos específicos. De forma
semelhante a qualquer outro material didático, os recursos tecnológicos
constituem-se como uma mediação entre professores, alunos e um conhecimento
específico e, portanto, seu uso requer escolhas, definições, adequações que se
inserem no conjunto complexo das condições nas quais se produz o ensino e a
aprendizagem.
Os jogos na sala de aula é
uma metodologia que de acordo com as Orientações Curriculares para Ensino :
O jogo oferece o
ambiente propicio que favorece o desenvolvimento, espontâneo e criativo dos
alunos e permite ao professor ampliar o seu conhecimento de técnicas ativas de
ensino, desenvolver capacidades pessoais e profissionais para estimular nos
alunos, a capacidade de comunicação e expressão, mostrando-lhe uma nova
maneira, lúdica, prazerosa e participativa de relacionar-se com o conteúdo
escolar, levando a um maior apropriação dos conhecimentos envolvido. ( BRASIL, 2006,
p.28).
METODOLOGIA:
A Aula sobre física nuclear
terá inicio com perguntas para os alunos sobre o conteúdo, como: alguém sabe o
que é física nuclear? Alguém já ouviu falar de algum acidente nuclear? Vocês
conhecem alguma usina nuclear sabem como funciona? Com essas perguntas os alunos
já vão começando a ficar por dentro da matéria e saber qual o conteúdo da aula.
Ter um conhecimento prévio é importante para o professor ter noção do que os
alunos já sabem sobre o conteúdo e importante para os alunos já se concentrar e
entender como será a aula.
Logo depois o conteúdo será
apresentado através da apresentação de hipermídia (apresentação de slides),
onde na introdução explicarei o que é a física nuclear e que os estudos dessa
matéria estão relacionados com o surgimento do universo e suas evoluções, e o
mecanismo das reações nucleares.
Escolhemos o uso de slide
para complementar a aula porque o slide
É uma ferramenta que complementa a educação, como um quadro
negro, um retro projetor ou um livro ao alcanço de um bom educador. Mas um professor
que baseia suas aulas só nessa ferramenta comete um grave erro. È como comer um
só tipo de alimento por mais que possa ser bom, não nutre por completo (MACEDO
apud MURANO, 2009).
Após a
introdução, daremos sequencia com o conteúdo, explicando a física nuclear e
falando sobre o núcleo atômico que é um sistema formado por dois tipos de
matéria, prótons (positivo) e os nêutrons, com as reações nucleares eles são
modificados. Assim explicarei o que é radioatividade, fenômenos nucleares, como
a fissão e a fusão nuclear. Para que os alunos possam entender um pouco mais
sobre a física nuclear será apresentado conteúdos sobre usinas nucleares onde é
produzida a energia nuclear e mostrar a produção da bomba atômica.
Serão apresentados alguns
fenômenos e acidentes nucleares como o que ocorreu no final da Segunda Guerra Mundial contra o Império do Japão em Hiroshima e Nagasaki, e que causou uma enorme destruição, e que
deixou varias consequências.
Falar sobre as usinas nucleares, acidentes nucleares, radioatividade, entre
outros conteúdos que serão focados, é importante para que o
aluno tenha um conhecimento de acontecimento da realidade, com isso o aluno se
interessa mais pelo conteúdo e tem uma aprendizagem melhor.
Durante a aula é importante a interação entre o aluno e o professor, para
que o aluno entenda a matéria e o professor consiga ensinar da melhor forma
possível, assim perguntas como: o que fissão? O que é fusão? Alguém sabe como
ocorre uma reação nuclear? O que é um átomo? Que sabe o que é um núcleo
atômico? De que o núcleo atômico é formado? O que é radioatividade? Alguém
conhece alguma usina nuclear? Sabem de algum acidente nuclear e onde aconteceu?
Alguém sabe o que é energia nuclear? Onde existe usinas nucleares? Entre outras
perguntas.
Miranda(2012), educador, mestre em Educação e
doutor em Psicologia pela Universidade de Brasília, a interação do professor
com um aluno é importante no estimulo aos estudos.
Ele precisa investir na sua
relação com as crianças, mostrar que gosta de conviver com elas e de partilhar
todos aqueles momentos. Ele deve passar confiança, para que os alunos dividam
seus medos e inseguranças, inclusive aquelas ligadas ao aprendizado.
Com essa fala desse professor resolvi fazer perguntas durante a aula para
que o aluno saiba que tenho interesse em partilhar os meus conhecimento com ele
e passar uma confiaça para que os alunos tire todas suas duvidas.
Os conteúdos serão tratados durante a aula através dos slides, onde mostra
a importância de se estudar física que segundo o G.
Miakichev & B. Bukhovtsev (2011)
A
Física permite-nos conhecer as leis gerais da Natureza que regulam o desenvolvimento dos processos que se
verificam, tanto no Universo circundante como no Universo em geral.
Para ajuda na aprendizagem
da matéria no final da aula terá um jogo de perguntas e resposta, sobre o
conteúdo que foi dado durante a aula, para que os alunos possam fixar esse
conteúdo, esses jogos são importantes segundo Joyce Ribeiro Caetano, da
universidade salgado de oliveira:
Os jogos são
atividades ricas em situações imprevista, às quais o individuo tem de responder
prontamente assumindo responsabilidades e riscos (D’ANGELO, JUNIOR, JUNIOR ET
AL, 2009). Entende-se que os jogadores devem resolver sozinhos as situações
necessárias de adaptação imediata, sendo capazes de criar e superar diversas
situações que ocorrem nos jogos, trabalhando em equipe e alcançando os
objetivos propostos. [...] Assim, jogos são instrumentos educacionais que
contribuem para a construção de valores morais e éticos coibindo a competição
exacerbada e a conquista de resultados a qualquer custo (D’ANGELO, JUNIOR,
JUNIOR ET AL, 2009).
No jogo a sala será dividida
em dois grupos e terá uma competição de quem acertar cinco perguntas primeiro
ganhara o jogo e terá uma surpresa. O jogo terá inicio com o sorteio da
primeira pergunta e o grupo pergunta pro outro e se acerta ganha um ponto se
errar tem chance de alguém do outro grupo que não tenha visto a pergunta tentar
responder para que possa ganhar os pontos. As perguntas do jogo serão: Qual o
elemento químico utilizado para obtenção de energia nuclear? Quais os
principais países que utilizam a energia nuclear para geração de eletricidade?
Aponte 2 aspectos negativos das usinas nucleares. Aponte 2 aspectos positivos
das usinas nucleares. O que é fissão nuclear? O que é fusão nuclear? Qual o
Nome das 2 usinas nucleares em funcionamento no Brasil? Qual o tipo de uranio
utilizado para a produção de energia nuclear? O que é um núcleo atômico? De que
é formado o núcleo atômico? Os estudos da física nuclear estão diretamente
relacionados à investigação do surgimento do_______. Radioatividade é um
fenômeno natural, artificial ou pde ser os dois? Onde ocorreu a primeira
explosão nuclear? Entre outras
perguntas.
Após o fim do jogo o grupo
vencedor recebera sua surpresa e a aula será finalizada.
