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).

UFRGS - 2020 - Questão 23

No início do século XX, a Física Clássica começou a ter problemas para explicar fenômenos físicos que tinham sido recentemente observados. Assim começou uma revolução científica que estabeleceu as bases do que hoje se chama Física Moderna. Entre os problemas antes inexplicáveis e resolvidos nesse novo período, podem-se citar
(A) a indução eletromagnética, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
(B) a radiação do corpo negro, a 1 ª lei da Termodinâmica e a radioatividade.
(C) a radiação do corpo negro, a indução eletromagnética e a 1 a lei da Termodinâmica.
(D) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a radioatividade.
(E) a radiação do corpo negro, o efeito fotoelétrico e a indução eletromagnética.

Resolução:

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Resposta: 
Item (D)

UFRGS - 2016 - Questão 23

Considere as afirmações sobre radioatividade nuclear.
I - Todos os núcleos atômicos são radioativos.
II - Todos os núcleos radioativos em uma dada amostra, depois de duas meias vidas, já se desintegraram.
III- No decaimento ɣ, um núcleo em um estado excitado decai para um estado de menor energia pela emissão de um fóton.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.

Resolução:
I - Nuclídeos atômicos de baixa massa como o hidrogênio, por exemplo, não apresentam instabilidades capazes de emitir algum tipo de radiação. Porém o parâmetro para emissões radioativas não é apenas a massa, isótopos de carbono 14 sofrem decaimentos do tipo beta apesar de possuir massa baixa em comparação com outros elementos radioativos como urânio 237.
Por tanto nem todos os elementos são radioativos.
Item incorreto.

II - O chamado tempo de meia-vida é o período para que o conteúdo da amostra reduza-se à metade do valor anterior. Assim ao passar por duas meias vidas a amostra reduz-se a metade na primeira e à metade novamente na segunda, sendo assim, reduz-se a um quarto do valor inicial, ou 25%, logo ele não se desintegra totalmente como a afirmação dá a entender.
Item incorreto.

III- Decaimento gama é uma radiação eletromagnética, ou seja, luz. A energia eletromagnética é transportada por partículas chamadas fótons que é a situação descrita no item III.
Item correto.

Resposta: item (C) 

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