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.

Se gostou desta explicação e quiser me ajudar a continuar com estas publicações pode me apoiar fazendo um PIX em qualquer valor para a chave (telefone) 51998037236.
Desde já obrigado.

Resposta: 

Item (A).

UFRGS - 2018 - Questão 24

 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Quando um núcleo de urânio ²³⁸U₉₂ absorve um nêutron, forma-se o núcleo ²³⁹U₉₂₁ que é radioativo com meia-vida de 24 minutos. Núcleos de urânio ²³⁹U₉₂ emitem radiação ........ , transformando-se em núcleos de netúnio ²³⁹Np₉₃. Esse isótopo de netúnio também é radioativo com meia-vida de 2,3 dias. Ao emitirem radiação ........ , os núcleos de netúnio ²³⁹Np₉₃ transformam-se em núcleos de plutônio ²³⁹PU₉₄, cuja meia-vida é cerca de 24.000 anos.
(A) α-β
(B) α-γ
(C) β-α
(D) β-β
(E) β-γ
Resolução:
A partícula α tem carga +2 e massa 4 o que significa que ao ser emitida altera do átomo pai para o átomo filho na massa e na carga.
A partícula β tem carga -1 se for partícula -β, ou +1 se for partícula +β, esta partícula altera a carga sem alterar a massa.
A partícula γ apresenta massa e carga nulas, o que significa que ambas não sofrerão alteração após a emissão.
Na primeira emissão o ²³⁹U₉₂ passa para  ²³⁹Np₉₃ alterando apenas o seu número de carga sem alterar a massa, sendo assim uma emissão β.
Na segunda emissão ²³⁹Np₉₃ transforma-se em ²³⁹PU₉₄ também é alterado o fator da carga. Assim também é um decaimento Beta.

Nos dois decaimentos foram alteradas as cargas sem alterar a massa, assim sendo as duas emissões emissões do tipo β.
Resposta:
Item (D).
Se você gostou desta publicação me ajude a produzir mais publicações. apoie-me: Campanha Coisas de Físico: https://apoia.se/10213499416137348

UFRGS - 2017 - Questão 23

   Os seres, quando vivos, possuem aproximadamente a mesma fração de carbono-14 (¹⁴C), isótopo radioativo do carbono, que a atmosfera. Essa fração, que é de 10 ppb (isto é, 10 átomos de ¹⁴C para cada bilhão de átomos de C), decai com meia-vida de 5.730 anos, a partir do instante em que o organismo morre. Assim, o ¹⁴C pode ser usado para se estimar o tempo decorrido desde a morte do organismo. Aplicando essa técnica a um objeto de madeira achado em um sítio arqueológico, a concentração de ¹⁴C nele encontrada foi de 0,625 ppb. Esse valor indica que a idade aproximada do objeto é, em anos, de 

(A) 1.432.
(B) 3.581.
(C) 9.168.
(D) 15.280.
(E) 22.920.

Resolução:
   A amostra parte de 10 ppb e chega a 0,625 ppb. Considerando o que segue:
Início: 10 ppb
Primeiro decaimento: 5 ppb
Segundo decaimento: 2,5 ppb
Terceiro decaimento: 1,25 ppb
Quarto decaimento: 0,625 ppb
   Significa que ele teve quatro tempos de meia vida, como cada meia vida é de 5.730 anos, o tempo total passado é 4x5.730 = 22.920 anos.
Resposta: item (E)