Questões de Concurso Comentadas sobre radioatividade: reações de fissão e fusão nuclear, desintegração radioativa e radioisótopos. em química

O relógio de carbono, utilizado para datação de objetos antigos, baseia-se na desintegração radioativa do isótopo (emissor de partículas com tempo de meia-vida de 5.730 anos), de acordo com a equação da reação:


Qual é a substância X formada após a desintegração do isótopo ?

Os radiofármacos são compostos, sem ação farmacológica, que têm um radionuclídeo e são utilizados em Medicina Nuclear para diagnóstico e terapia de várias doenças (Oliveira et al, 2006 − Preparações radiofarmacêuticas e suas aplicações). A Resolução no 38/2008 dispõe sobre a instalação e o funcionamento de Serviços de Medicina Nuclear in vivo. Um dos critérios para estabelecer o tipo de radionuclídeo é o tempo de meia-vida. Esta grandeza física pode estar relacionada tanto com o isótopo como com o organismo que recebe a dose radioativa. Desta forma, tem-se os seguintes parâmetros:
I. Tempo de meia-vida biológico II. Tempo de meia-vida efetivo III. Tempo de meia-vida físico ou da partícula
A figura abaixo ilustra o decaimento do estrôncio 85, após ter sido injetado em uma pessoa.
Decaimento do radionuclídeo em um paciente

(Adaptado de: Haquin et al., 2004. Biological Half-Life Measurements of Radioactive Strontium in Hormonal-Resistant Prostate Cancer Patients)
Sabendo que o tempo de meia-vida efetivo representa o tempo necessário para um radionuclídeo (contido em um sistema biológico) reduzir a sua atividade pela metade, um resultado combinado entre o decaimento radioativo e a meia‐vida biológica é expresso por:

Sabendo que o tempo de meia-vida do Sr-85 vale 1.440 horas, o tempo de meia-vida efetivo aproximado deste radionuclídeo, no interior do paciente que se encontra em tratamento radioterápico é, aproximadamente, igual a

Uma dentista, ao movimentar um aparelho de Raio-X, provocou a quebra do seu envoltório, causando o vazamento de um fluido do seu interior e provocando queimaduras na pele da profissional.
Ela suspeitou que havia se contaminado com um isótopo radioativo do césio. Preocupada, procurou auxílio técnico especializado que constatou que as queimaduras não foram provocadas por radiação ionizante.
Como atualmente esses aparelhos não possuem elementos radioativos, a radiação é do tipo

A figura a seguir mostra a série de desintegração radioativa natural do elemento tório (₉₀Th²³²), um dos responsáveis pela radioatividade das areias monazíticas do Espírito Santo.

Considerando as informações da figura, pode-se afirmar corretamente que:

Uma série natural de decaimento radioativo começa com uma espécie radioativa que, ao emitir radiações alfa, beta e / ou gama, forma uma espécie mais estável.

Considere que um mol de um elemento radiativo emitiu sete mols de partículas alfa e quatro mols de partículas beta produzindo um mol de um elemento mais estável.

Nesse contexto, qual processo reacional nuclear pode representar esse decaimento radioativo?

Isótopos radioativos de oxigênio foram utilizados em dois experimentos. No primeiro, foram utilizados para marcar moléculas de dióxido de carbono, enquanto no segundo, esses isótopos foram utilizados para marcar moléculas de água. Em ambos os experimentos, as moléculas marcadas com o isótopo radioativo foram fornecidas a plantas para a realização da fotossíntese.

Após a utilização das moléculas marcadas, pode-se afirmar que os seguintes resultados foram obtidos:

Assinale a alternativa que apresenta o tipo de radiação que completa a seguinte equação de desintegração radioativa hipotética: + energia

A prefeitura de um município desconfia de que há contaminação radioativa de um aqueduto proveniente de uma usina nuclear próxima. O relatório sobre o resultado da análise da água coletada afirma que foi observada a presença de urânio238 em quantidade ultra-traço. Sabendo que são classificadas como ultra-traço concentrações iguais ou inferiores a 1 ppb, é correto afirmar que a concentração máxima de urânio na água do aqueduto é

Uma das etapas da preparação do couro de tilápia é a esterilização por meio de radiação ionizante de bombas de cobalto 60. Esse átomo neutro possui

Um grama do elemento radioativo “rádio” leva 5.040 anos para decair a 1/16g. Tendo como base tal informação, a meia vida do referido elemento radioativo, em anos, é de:

O período de semidesintegração do isótopo do ²⁴Na é de 15 h. Qual a quantidade inicial desse isótopo se, após 90 h, restam 2,5 g do mesmo?

A descarga de água subterrânea (Submarine Groundwater Discharge – SGD) tem sido considerada um importante elo entre o continente e o oceano, pois, além de carrear uma parcela considerável de água doce, a SGD é uma importante fonte de elementos para a zona costeira. Traçadores geoquímicos naturais, como o rádio (Ra), tem sido considerados uma excelente ferramenta para estudos que envolvam esse processo, pois, além das águas subterrâneas serem enriquecidas por esse elemento, este apresenta comportamento conservativo e suas constantes de decaimento permitem relações que possibilitam a estimativa dos fluxos subterrâneos. Os isótopos do rádio (²²³Ra, ²²⁴Ra, ²²⁶Ra e ²²⁸Ra) possuem tempos de meia-vida, respectivamente, iguais a:

Dados: Constantes de decaimento ²²³Ra= 0,06 dias^-1; ²²⁴Ra= 0,19 dias^-1; ²²⁶Ra= 0,43 10^-3 anos^-1 e ²²⁸Ra= 0,12 anos^-1 .

Fórmula: λ = 0,693 / t½

Em que:

λ = Constante de decaimento

t½ = Tempo de meia-vida

Alguns núcleos são instáveis e tendem a sofrer decaimento até que um núcleo mais estável seja formado. Esses núcleos decaem uma série de etapas e dão origem a uma série radioativa. Na figura a seguir, está mostrado o decaimento do ²¹⁸Po até ²⁰⁶Pb.
Com relação a decaimento, considere as seguintes equações:





São equações de decaimento:

O principal isótopo do elemento carbono (₆C) é o carbono-12 (¹²C), mas uma proporção pequena de carbono-14 (¹⁴C) também está presente nos seres vivos. Os núcleos de ¹⁴C são produzidos quando os núcleos dos átomos de nitrogênio (₇N), presentes na atmosfera, são bombardeados por nêutrons formados nas colisões dos raios cósmicos com outros núcleos. Os átomos de ¹⁴C são incorporados nos organismos vivos como ¹⁴CO₂, por meio da fotossíntese e da digestão. Posteriormente, esses átomos de ¹⁴C alcançam um estado de maior estabilidade, por meio da emissão de uma partícula β.
Considerando o texto acima, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, essas transformações.

A datação de minerais antigos é possível devido à presença de cristais ricos em elementos químicos radioativos, como o urânio. Esse elemento, por meio da perda lenta e constante de partículas subatômicas típica dos elementos radioativos, origina elemen- tos químicos mais leves, como o tório e o chumbo. Para que o isótopo ²³⁸ ₉₂U forme o isótopo Th-230, deverá ocorrer a emissão sucessiva de