Questões de Química - Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos. para Concurso

A radiação ionizante apresenta diversos efeitos sobre a saúde humana.

Os efeitos

Um determinado radioisótopo possui constante de decaimento radioativo igual a k = 0,20 dia^-1 .
Considerando-se uma massa inicial de 3,0 g desse radioisótopo, o seu tempo de meia vida e a massa restante após um período de 5 dias são, respectivamente,
Dado: ln2 = 0,692 e^-1 = 0,368 

O radionuclídeo  decai através da emissão de radiação Beta (β^- ), transformando-se em   . Qual é a energia de desintegração para esse decaimento, em unidades de MeV, considerando-se as massas de 134,905977u e 134,905688u para , respectivamente?

Dado

u.c² = 931,5 MeV

De acordo com as Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica da CNEN, a dose que pode ser absorvida pelo corpo humano de um indivíduo ocupacionalmente exposto é de 20 mSv.

Considerando-se um indivíduo com fator de efetividade biológica relativa igual a 5, e massa igual a 85 kg, a dose máxima de radiação que pode ser absorvida por esse indivíduo, em Gy, é de

A Figura abaixo apresenta: a região indicada em preto de estabilidade nuclear; a reta tracejada onde a relação próton- -nêutron é igual a um; e pontos com alguns nuclídeos. 

Considerando-se a Figura, verifica-se que o(a)

Na reação nuclear entre 1 átomo de rádio-226 e 1 átomo de cálcio-48, são formados 1 átomo de um determinado radioisótopo e 4 nêutrons. 

O radioisótopo formado na reação é o 

O radioisótopo ²⁰⁹Bi decai com a emissão de uma partícula nuclear e formação de ²⁰⁵Tl.

A partícula nuclear emitida nesse decaimento corresponde a

Uma amostra de cúrio-242 decaiu de 40 mg para 10 mg em 324 dias.

O tempo de meia-vida, em dias, do cúrio-242 é

Considere-se uma situação em que é preciso selecionar os equipamentos de proteção individual (EPI) para um trabalhador que vai manusear uma fonte de calibração, eletrodepositada, de ²¹⁰Po(Eα = 5,30 MeV).

Os EPI ou instrumentos necessários para esse fim são

Considere uma fonte de ¹³⁷Cs e uma pessoa a um metro de distância, em relação à fonte.

Quando essa pessoa se afasta, aumentando a distância para três metros, qual o fator de redução da sua exposição à radiação?

No sistema internacional (SI), as unidades que expressam as grandezas radiológicas, dose equivalente e dose equivalente efetiva, respectivamente, são 

O radônio (²²²Rn) é um gás radioativo natural, que se acumula no interior das residências, sendo considerado um dos principais contribuintes para exposição do homem à radiação ionizante.

Considerando-se o seu tempo de meia-vida de 3,82 dias, quanto tempo levaria para uma certa quantidade de ²²²Rn decair para 70% do seu valor inicial?

No sistema internacional (SI), a unidade de atividade é o Bequerel (Bq). Outra unidade de atividade, o Curie (Ci), é adotada, em particular, nos Estados Unidos.

Quantos Bq equivalem a um micro-Ci?  

Na busca pelo equilíbrio nuclear, os nuclídeos podem emitir radiação e se transformar em nuclídeos filhos, formando um novo elemento radioativo. Esse processo continua até que seja formado um isótopo estável.

Na Figura abaixo, mostra-se a série radioativa do Urânio²³⁸, gerada por subsequentes desintegrações radioativas. Cada linha horizontal representa emissão de partícula a, e as linhas verticais são decorrentes de emissões β.

Qual é o elemento radioativo com o menor tempo de meia-vida na série radioativa do U²³⁸?

Quando o número de prótons e nêutrons é elevado, o núcleo pode tornar-se instável devido à repulsão elétrica entre os prótons. Essa força pode superar a força nuclear atrativa de curto alcance, resultando na emissão, pelo núcleo, de partículas constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons.

Qual é a partícula emitida nesse processo? 

Fontes radioativas são amplamente utilizadas em medicina, indústria, ensino e pesquisa científica.

As fontes radioativas encerradas hermeticamente em uma cápsula, ou ligadas totalmente a um material inativo envolvente, de forma que não possa haver dispersão da substância radioativa em condições normais e severas de uso, são classificadas como 

Um átomo radioativo, ao emitir dois prótons e dois nêutrons, está liberando raios do tipo

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