Exercícios sobre Física Nuclear
Ao sofrer um determinado decaimento radioativo, o elemento carbono 14 transforma-se em nitrogênio 14 segundo a reação mostrada abaixo:
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O decaimento sofrido pelo carbono é do tipo:
a) beta
b) alfa
c) gama
d) eletrônico
e) magnético
Letra A
Analisando a reação mostrada no enunciado do exercício, é possível perceber que não há mudança no número de massa (A = 14) antes e após o decaimento, o que indica que a partícula emitida apresenta massa muito pequena. Percebe-se que seu número atômico (carga elétrica) aumenta de Z = 6 para Z = 7, indicando que o carbono 14 perde uma carga negativa. Podemos dizer, portanto, que foi emitido um elétron, o que caracteriza um decaimento beta:
O elemento urânio é um radioisótopo físsil, isto é, pode sofrer diversos decaimentos nucleares, formando, assim, novos elementos. Em um desses decaimentos, o urânio dá origem ao elemento tório segundo a reação abaixo:
O tipo de decaimento sofrido pelo urânio nessa reação e a partícula X são, respectivamente:
a) decaimento alfa, elétron
b) decaimento alfa, núcleo do átomo de hélio
c) decaimento beta, radiação eletromagnética
d) decaimento gama, radiação eletromagnética
e) decaimento alfa, próton
Letra B
Como o número de massa do elemento urânio cai de 235 para 231, fica fácil perceber que o decaimento sofrido por esse elemento é o decaimento alfa. A partícula emitida, nesse caso, é um núcleo do átomo de hélio, também chamada de partícula alfa, composta por dois nêutrons e dois prótons:
O elemento bário-137 pode sofrer um decaimento como mostrado na reação abaixo:
O tipo de decaimento mostrado na reação acima e X são, respectivamente:
a) decaimento beta, ondas eletromagnéticas
b) decaimento alfa, núcleo do átomo de hélio
c) decaimento gama, radiação gama
d) decaimento alfa, elétrons
e) decaimento beta, pósitrons
Letra C
De acordo com a reação mostrada acima, o elemento bário não sofre quaisquer mudanças em sua massa da carga nuclear. Portanto, o resultado desse decaimento é a emissão de ondas eletromagnéticas conhecidas como radiação gama:
Numa reação de fissão nuclear, 1 g de urânio é fissionado, liberando uma quantidade de energia equivalente a:
Dados:
c = 3,0.108 m/s
a) 4,5.108 J
b) 3,0.108 J
c) 9,0.1013 J
d) 3,0.1016 J
e) 9,0.1016 J
Letra C
De acordo com a relação de Einstein, a quantidade de energia obtida no processo de fissão nuclear é equivalente à energia de repouso da matéria, que pode ser calculada por meio da seguinte equação:
Usando a massa que sofreu fissão em kg (1 g = 0,001 kg), teremos o seguinte cálculo:
