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Exercícios sobre Física Nuclear

Exercícios de Física

Esta lista de exercício trata sobre a Física Nuclear, uma área da Física responsável pelo estudo dos processos de decaimento, fissão e fusão nuclear. Publicado por: Rafael Helerbrock
questão 1

Ao sofrer um determinado decaimento radioativo, o elemento carbono 14 transforma-se em nitrogênio 14 segundo a reação mostrada abaixo:

O decaimento sofrido pelo carbono é do tipo:

a) beta

b) alfa

c) gama

d) eletrônico

e) magnético

questão 2

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

questão 3

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

questão 4

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

respostas
Questão 1

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:

 

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Questão 2

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:

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Questão 3

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:

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Questão 4

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:

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