Questõessobre Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos.
Áreas como a medicina, a agricultura e a indústria farmacêutica são beneficiadas com o desenvolvimento dos
estudos da radioatividade. A radioterapia – técnica utilizada para destruir células cancerosas – faz uso, principalmente, de
radioisótopos do iodo-131 para eliminar lesões identificadas nos radiodiagnósticos da tireoide.
Sobre esse radioisótopo, assinale a alternativa correta.
Áreas como a medicina, a agricultura e a indústria farmacêutica são beneficiadas com o desenvolvimento dos estudos da radioatividade. A radioterapia – técnica utilizada para destruir células cancerosas – faz uso, principalmente, de radioisótopos do iodo-131 para eliminar lesões identificadas nos radiodiagnósticos da tireoide.
Sobre esse radioisótopo, assinale a alternativa correta.
O gás hélio disponível comercialmente pode ser gerado pelo
decaimento radioativo, sobretudo do urânio, conforme
esquematizado pela série de decaimento. Desde a formação
da Terra, há 4,5 bilhões de anos, apenas metade do 238U
decaiu para a formação de He.
Com base nessas informações e em seus conhecimentos, é
correto afirmar:
A energia emitida pelo Sol é o resultado de diferentes
fusões nucleares que ocorrem nesse astro. Algumas reações
nucleares que ocorrem no Sol são:
Estima-se que, a cada segundo, 657 milhões de toneladas de hidrogênio estejam produzindo 653 milhões de toneladas de hélio. Supõe-se que a diferença, 4 milhões de toneladas, equivalha à energia liberada e enviada para o espaço.
(Angélica Ambrogi et al. Unidades modulares de química, 1987. Adaptado.)
Sobre a situação apresentada no texto foram feitas três
afirmações:
I. A quantidade de energia enviada para o espaço a cada
segundo, equivalente a aproximadamente 4 milhões de
toneladas de hidrogênio, pode ser estimada pela equação de Einstein, E = mc2
.
II. Todas as reações de fusão nuclear representadas são
endotérmicas.
III. No conjunto das equações apresentadas, nota-se a presença de 3 isótopos do hidrogênio e 2 do hélio.
É correto o que se afirma somente em
O elemento radioativo tório (Th) pode substituir os combustíveis fósseis e baterias. Pequenas quantidades desse
elemento seriam suficientes para gerar grande quantidade de energia. A partícula liberada em seu decaimento poderia
ser bloqueada utilizando-se uma caixa de aço inoxidável. A equação nuclear para o decaimento do é:
Considerando a equação de decaimento nuclear, a partícula que fica bloqueada na caixa de aço inoxidável é o(a)
O elemento radioativo tório (Th) pode substituir os combustíveis fósseis e baterias. Pequenas quantidades desse elemento seriam suficientes para gerar grande quantidade de energia. A partícula liberada em seu decaimento poderia ser bloqueada utilizando-se uma caixa de aço inoxidável. A equação nuclear para o decaimento do é:
Considerando a equação de decaimento nuclear, a partícula que fica bloqueada na caixa de aço inoxidável é o(a)
O terremoto e o tsunami ocorridos no Japão em
11 de março de 2011 romperam as paredes de isolamento
de alguns reatores da usina nuclear de Fukushima, o
que ocasionou a liberação de substâncias radioativas.
Entre elas está o iodo-131, cuja presença na natureza
está limitada por sua meia-vida de oito dias.
O tempo estimado para que esse material se desintegre até atingir 1/16 da sua massa inicial é de
O terremoto e o tsunami ocorridos no Japão em 11 de março de 2011 romperam as paredes de isolamento de alguns reatores da usina nuclear de Fukushima, o que ocasionou a liberação de substâncias radioativas. Entre elas está o iodo-131, cuja presença na natureza está limitada por sua meia-vida de oito dias.
O tempo estimado para que esse material se desintegre até atingir 1/16 da sua massa inicial é de
O selênio, um não metal do grupo dos
calcogênios, possui extrema importância
biológica, pois é um micronutriente
indispensável para todas as formas de
vida. É formado por átomos que possuem
a representação 34Se79. É correto afirmar
que o selênio apresenta
No que diz respeito aos ciclos de combustíveis nucleares
empregados nos reatores, a expressão “fértil” refere-se ao
material que produz um nuclídeo físsil após captura de nêutron,
sendo que a expressão “físsil” refere-se ao material cuja
captura de nêutron é seguida de fissão nuclear.
(José Ribeiro da Costa. Curso de introdução ao
estudo dos ciclos de combustível, 1972. Adaptado.)
Assim, o nuclídeo Th-232 é considerado fértil, pois produz
nuclídeo físsil, pela sequência de reações nucleares:
232Th + 1n → 233Th → 233Pa + β–
233Pa → nuclídeo físsil + β–
O nuclídeo físsil formado nessa sequência de reações é o
No que diz respeito aos ciclos de combustíveis nucleares empregados nos reatores, a expressão “fértil” refere-se ao material que produz um nuclídeo físsil após captura de nêutron, sendo que a expressão “físsil” refere-se ao material cuja captura de nêutron é seguida de fissão nuclear.
(José Ribeiro da Costa. Curso de introdução ao estudo dos ciclos de combustível, 1972. Adaptado.)
Assim, o nuclídeo Th-232 é considerado fértil, pois produz nuclídeo físsil, pela sequência de reações nucleares:
232Th + 1n → 233Th → 233Pa + β–
233Pa → nuclídeo físsil + β–
O nuclídeo físsil formado nessa sequência de reações é o
Partículas beta, ao atravessarem a matéria viva,
colidem com uma pequena porcentagem de moléculas e
deixam atrás de si um rastro aleatoriamente pontilhado de
radicais livres e íons quimicamente ativos. Essas espécies
podem romper ainda outras ligações moleculares,
causando danos celulares.
HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).
A capacidade de gerar os efeitos descritos dá-se porque
tal partícula é um
Partículas beta, ao atravessarem a matéria viva, colidem com uma pequena porcentagem de moléculas e deixam atrás de si um rastro aleatoriamente pontilhado de radicais livres e íons quimicamente ativos. Essas espécies podem romper ainda outras ligações moleculares, causando danos celulares.
HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).
A capacidade de gerar os efeitos descritos dá-se porque
tal partícula é um
Observe atentamente a charge.
Além do risco de acidentes, como o referenciado na
charge, o principal problema enfrentado pelos países
que dominam a tecnologia associada às usinas
termonucleares é
Observe atentamente a charge.
Além do risco de acidentes, como o referenciado na
charge, o principal problema enfrentado pelos países
que dominam a tecnologia associada às usinas
termonucleares é
Radioisótopos são frequentemente utilizados em
diagnósticos por imagem. Um exemplo é aplicação de
iodo-131 para detectar possíveis problemas associados
à glândula tireoide. Para o exame, o paciente incorpora
o isótopo radioativo pela ingestão de iodeto de potássio,
o qual se concentrará na região a ser analisada. Um
detector de radiação varre a região e um computador
constrói a imagem que irá auxiliar no diagnóstico.
O radioisótopo em questão apresenta um tempo de
meia-vida igual a 8 minutos e emite radiação gama e
partículas beta em seu decaimento radioativo.
Química nuclear na medicina. Disponível em: www.qmc.ufsc.br.
Acesso em: 28 jul. 2010 (adaptado).
No decaimento radioativo do iodo-131, tem-se a
Radioisótopos são frequentemente utilizados em diagnósticos por imagem. Um exemplo é aplicação de iodo-131 para detectar possíveis problemas associados à glândula tireoide. Para o exame, o paciente incorpora o isótopo radioativo pela ingestão de iodeto de potássio, o qual se concentrará na região a ser analisada. Um detector de radiação varre a região e um computador constrói a imagem que irá auxiliar no diagnóstico. O radioisótopo em questão apresenta um tempo de meia-vida igual a 8 minutos e emite radiação gama e partículas beta em seu decaimento radioativo.
Química nuclear na medicina. Disponível em: www.qmc.ufsc.br. Acesso em: 28 jul. 2010 (adaptado).
No decaimento radioativo do iodo-131, tem-se a
Os materiais radioativos emitem diferentes tipos de radiação. A radiação gama, por exemplo, por sua alta
energia e penetração, consegue remover elétrons dos átomos dos tecidos internos e romper ligações químicas por
ionização, podendo causar mutação no DNA. Já as partículas beta têm o mesmo efeito ionizante, mas atuam sobre
as células da pele.
RODRIGUES JR., A. A. O que é radiação? E contaminação radioativa? Vamos esclarecer. Física na Escola. V. 8, n° 2, 2007. São Paulo: Sociedade Brasileira de Física (adaptado).
Segundo o texto, um indivíduo irradiado por uma fonte radioativa é exposto ao risco de
Os materiais radioativos emitem diferentes tipos de radiação. A radiação gama, por exemplo, por sua alta energia e penetração, consegue remover elétrons dos átomos dos tecidos internos e romper ligações químicas por ionização, podendo causar mutação no DNA. Já as partículas beta têm o mesmo efeito ionizante, mas atuam sobre as células da pele.
RODRIGUES JR., A. A. O que é radiação? E contaminação radioativa? Vamos esclarecer. Física na Escola. V. 8, n° 2, 2007. São Paulo: Sociedade Brasileira de Física (adaptado).
Segundo o texto, um indivíduo irradiado por uma fonte radioativa é exposto ao risco de
O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons,
92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de
urânio 235U é utilizado como combustível em usinas
nucleares, onde, ao ser bombardeado por nêutrons, sofre
fissão de seu núcleo e libera uma grande quantidade de energia (2,35 x1010 kJ/mol). O isótopo 235U ocorre
naturalmente em minérios de urânio, com concentração
de apenas 0,7%. Para ser utilizado na geração de
energia nuclear, o minério é submetido a um processo
de enriquecimento, visando aumentar a concentração do
isótopo 235U para, aproximadamente, 3% nas pastilhas.
Em décadas anteriores, houve um movimento mundial
para aumentar a geração de energia nuclear buscando
substituir, parcialmente, a geração de energia elétrica
a partir da queima do carvão, o que diminui a emissão
atmosférica de CO2
(gás com massa molar igual a 44 g/mol).
A queima do carvão é representada pela equação química:
C(s) + O2
(g) → CO2(g) ΔH = -400 kJ/mol
Qual é a massa de CO2
, em toneladas, que deixa de ser
liberada na atmosfera, para cada 100 g de pastilhas de
urânio enriquecido utilizadas em substituição ao carvão
como fonte de energia?
O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons, 92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio 235U é utilizado como combustível em usinas nucleares, onde, ao ser bombardeado por nêutrons, sofre fissão de seu núcleo e libera uma grande quantidade de energia (2,35 x1010 kJ/mol). O isótopo 235U ocorre naturalmente em minérios de urânio, com concentração de apenas 0,7%. Para ser utilizado na geração de energia nuclear, o minério é submetido a um processo de enriquecimento, visando aumentar a concentração do isótopo 235U para, aproximadamente, 3% nas pastilhas. Em décadas anteriores, houve um movimento mundial para aumentar a geração de energia nuclear buscando substituir, parcialmente, a geração de energia elétrica a partir da queima do carvão, o que diminui a emissão atmosférica de CO2 (gás com massa molar igual a 44 g/mol). A queima do carvão é representada pela equação química:
C(s) + O2 (g) → CO2(g) ΔH = -400 kJ/mol
Qual é a massa de CO2
, em toneladas, que deixa de ser
liberada na atmosfera, para cada 100 g de pastilhas de
urânio enriquecido utilizadas em substituição ao carvão
como fonte de energia?
Após uma volta completa, a massa atômica e o número atômico do novo elemento serão dados, respectivamente, por:
O nacionalismo moderno serve de base para vários argumentos em favor do desenvolvimento dos programas nucleares de diversos países. As bases desse nacionalismo estão na reação romântica ao Iluminismo e às suas pretensões universalistas ao longo do século XIX.
A partir dessas informações, julgue o itens de 58 a 66, assinale
a opção correta no item 67 e faça o que se pede no item 68, que
é do tipo B.
Nas opções a seguir, assinale aquela que apresenta o gráfico que melhor representa o decaimento radioativo típico de primeira ordem para o isótopo 235 U do urânio.
A partir dessas informações, julgue o itens de 58 a 66, assinale
a opção correta no item 67 e faça o que se pede no item 68, que
é do tipo B.
Na reação V, o urânio sofre oxidação e varia seu número de oxidação de +4 para +6.
A partir dessas informações, julgue o itens de 58 a 66, assinale
a opção correta no item 67 e faça o que se pede no item 68, que
é do tipo B.
A água formada na reação III e o hexafluoreto de urânio obtido na reação V apresentam, respectivamente, as geometrias moleculares linear e octaédrica.
A partir dessas informações, julgue o itens de 58 a 66, assinale
a opção correta no item 67 e faça o que se pede no item 68, que
é do tipo B.
A energia liberada em um processo de fissão nuclear tem origem eletrostática.
A partir dessas informações, julgue o itens de 58 a 66, assinale
a opção correta no item 67 e faça o que se pede no item 68, que
é do tipo B.
Considerando que a tabela abaixo contém os dados para o decaimento alfa, de primeira ordem, do isótopo radioativo do estrôncio 90 Sr, é correto afirmar que o tempo de meia-vida desse isótopo é de mais de 60 anos.
A partir dessas informações, julgue o itens de 58 a 66, assinale
a opção correta no item 67 e faça o que se pede no item 68, que
é do tipo B.