UFRGS - 2020 - QUESTÃO 24

Em 26 de abril de 1986, o reator 4 da usina nuclear de Chernobyl, na atual Ucrânia, explodiu durante um teste de segurança, devido a uma combinação de erros humanos. Esse foi o pior desastre nuclear da história. Entre os resíduos radioativos mais poluentes provenientes do desastre, estão os isótopos, com a respectiva meia-vida entre parênteses: Xenônio-133 ( ¹³³Xe - 5,2 dias), Iodo-131 (¹³¹I - 8 dias), Césio-134 (¹³⁴ Cs - 2 anos), Estrôncio-90 (⁹⁰Sr - 28,8 anos) e Césio-137 (¹³⁷Cs - 32,2 anos). Atualmente, e por vários anos a seguir, o ⁹⁰Sr e o ¹³⁷Cs são as principais fontes de radiação na região afetada pela explosão. 

A figura abaixo mostra, em particular, a cadeia de decaimentos que leva o ¹³⁷Cs ao isótopo estável Bário - 137 (¹³⁷Ba).  

Os processos indicados pelas setas (1), (2) e (3) são, respectivamente, decaimentos
(A) β^-, β^- e γ.
(B) β⁺, β^- e β^-.
(C) β⁺, β^- e γ.
(D) β^-, β^- e β⁺,
(E) β⁺, β⁺ e γ.

Resolução:

O processo de decaimento por irradiações é um processo natural que acontece com todos os elementos da tabela periódica. Cada elemento possui um tempo de decaimento específico que entre outras caraterísticas está ligado ao tipo de partícula que é emitida no processo.

As radiações estudadas em nivel médio são três:

• Radiação alfa; 
• Radiação beta; 
• Radiação gama. 

Cada uma destas radiações é caracterizada por uma partícula ou conjunto de partículas.

• A partícula alfa é composta por dois prótons e dois nêutrons, ela equivale ao núcleo de He, por este motivo ao sofrer um decaimento o elemento tem sua massa e sua carga alterada diminuindo a massa em 4 unidades e a carga em 2 unidades.
• A partícula beta, por sua vez, ocorre pela transmutação de um nêutron em um próton dentro de um núcleo que emite um elétron e um neutrino, esta é a radiação beta menos. O contrário também pode ocorrer o próton transmutar-se em um nêutron e este decaímento cria um pósitron ou um anti-elétron, conhecido como radiação beta mais.
  O decaimento beta menos aumenta o número de prótons no núcleo, ou seja, o elemento tem alterado o número atômico (aumentado) sem alterar a sua massa.
  O decaimento beta mais diminui o número de prótons no núcleo, então o elemento diminui o número atômico também sem aumentar a massa.
• A radiação gama ocorre quando as cargas elétricas do núcleo se redistribuem de forma que emitem um fóton de altíssima energia sem alterar a massa nem a carga do elemento.
  

Problema:

Na transformação (1) o Cs (A=137; Z=55) decai para Ba (A=137, Z=56), estável, assim percebe-se que houve mudança na carga aumentando, sem alterar a massa. Logo a transformação é β^-.

Na transformação (2) o Cs (A=137; Z=55) decai para Ba* (A=137, Z=56),  o asterísco significa que este isótopo é um elemento instável, assim percebe-se que houve mudança na carga aumentando sem alterar a massa. Logo a transformação é β^-.

Na transformação (3) o elemento instavel Ba* (A=137, Z=56) decai para o isótopo Ba (A=137, Z=56), estável, o que significa que há a emissão de um fóton sem carga nem massa. Logo a emissão é a radiação γ.

Resumo:

Radiação (1) - β^-.

Radiação (2) - β^-.

Radiação (3) - γ.

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Desde já obrigado.

Resposta: 

Item (A).