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

O ano de 1913 ficou marcado como o maior clímax da história da ciência. A aplicação da hipótese quântica de Planck à radiação do corpo negro, e mais tarde por Einstein ao efeito fotoelétrico, encontrou muitas descrenças e até mesmo muito desdém. Por sua vez, a aplicação de Niels Bohr, um físico dinamarquês, à teoria do átomo de hidrogênio resultou numa revolução de pensamento, uma vez que esta teve espetacular sucesso na interpretação de espectros. Outra grande contribuição da Física Quântica, no que diz respeito ao entendimento dos átomos, foi a capacidade de melhorar as interpretações a respeito de periodicidades químicas e das descrições das estruturas eletrônicas dos elementos. Neste contexto, um elétron em um átomo pode ter seu estado energético descrito com um conjunto de quatro números quânticos.

Considere um elétron com o seguinte conjunto: número quântico principal, 𝓷 = 5; número quântico secundário, 𝓵 = 1, número quântico magnético, m𝓵= -1 e número quântico de spin, ms = -1/2 (admita por convenção que o primeiro elétron num orbital assume o estado de spin -1/2). Qual é a opção que mostra o valor do comprimento de onda aproximado do fóton, detectado na série espectral de Balmer, que é emitido por este elétron quando ele retorna para um nível mais interno?

Dados: Constante de Rydberg para o hidrogênio = RH = 1,1 x 10⁷ m^-1; Constante de Planck = h = 6,63 x 10^-34 J.s; Velocidade da luz (vácuo) = c = 3 x 10⁸ m/s.

A radioatividade foi descoberta no século XIX. Até esse momento predominava a ideia de que os átomos eram as menores partículas da matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas constataram a existência de partículas ainda menores que o átomo, tais como: próton, nêutron, elétron. Analise as afirmativas seguintes, relacionadas a radioatividade, e marque a alternativa CORRETA.

I. A radioatividade natural ou espontânea é a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza.

II. A radioatividade artificial ou induzida é aquela produzida por transformações nucleares artificiais.

III. A radioatividade geralmente provém de isótopos como urânio-235, césio-137, cobalto-60, tório232, que são fisicamente estáveis e radioativos, possuindo uma constante e rápida desintegração.

A irradiação de alimentos e medicamentos tornouse prática importante para ampliar a durabilidade destas substâncias. Expostas às radiações beta e gama, as substâncias que passam por este processo apresentam, além da esterilização, manutenção da sua aparência física e qualidades de sabor.

Analise as proposições a seguir:

I. Um alimento irradiado pode contaminar os demais em um centro de distribuição, com isso há necessidade de embalagens adequadas para evitar contaminações por contato.

II. Os bombardeadores de césio e cobalto são fontes emissoras das radiações beta e gama, ao irradiar uma amostra alimentícia ou medicinal, o material torna-se radioativo por um certo tempo, necessitando de repouso até que transcorra algumas meia-vidas antes de seguir para o centro de distribuição.

III. Apesar de alimentos irradiados serem comuns, não existe uma “dose de pasteurização” definida para cada um deles, pois são tratados de forma empírica um a um.

Assinale a alternativa que contenha apenas proposições verdadeiras:

Uma das etapas de enriquecimento do urânio consiste na separação do hexafluoreto de urânio, contendo U-235 do U-238, analise o esquema representado a seguir:

I. Ocorre redução da pressão do sistema naturalmente, pois na linha de entrada da mistura de gases, ocorre uma expansão na chegada a câmara de difusão em membrana.

II. A introdução de um sistema de vácuo na linha do U -235 enriquecido favorece a maior velocidade da separação dos componentes do sistema.

III. A difusão do composto contendo U-238 pela membrana é mais intensa, por isso é necessário reduzir a pressão do sistema garantindo assim a maior passagem pela membrana do composto contendo U – 235.

São verdadeiras as afirmações contidas na alternativa:

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

Segundo a Lei de Soddy, o isótopo de plutônio ao emitir uma partícula alfa dará origem ao isótopo apresentado na alternativa:

No caso de um acidente nuclear, é aconselhável tomar comprimidos de iodeto de potássio, pois ajudam a proteger a glândula tireoide.

Assinale a opção que justifica esta afirmativa.

Considere a seguinte reação nuclear:

O isótopo Ra-223, em relação ao isótopo Rn-219, possui

“Em setembro de 1987, dois rapazes invadem o prédio em ruínas do antigo Instituto Goiano de Radiologia no centro da cidade de Goiânia. Ambos viram na parafernália de equipamentos de ferro e chumbo uma possibilidade de conseguir algum valor financeiro. Com isso retiram do local uma cápsula de césio-137 de um equipamento radioterápico. Este era o começo do acidente radioativo de Goiânia”.
Com base no césio-137, é CORRETO afirmar que:

O tecnécio é um dos elementos mais utilizados em medicina nuclear e seu isótopo ^99mTc, um gama emissor, é utilizado em exames de imagens. Uma solução contendo ^99mTc é ingerida ou injetada no paciente e através da radiação gama emitida, os médicos podem obter imagens de órgãos como coração, fígado e pulmões. Doze horas após a aplicação da solução de ^99mTc, foi detectado em um paciente 1/4 da atividade inicial desse isótopo. Após 24horas de aplicação, a porcentagem que restará no paciente será de

É mais fácil para um nêutron se aproximar de um núcleo alvo do que um próton. Como o nêutron não tem carga, ele não é repelido pela carga do núcleo e não é necessário acelerá-lo a velocidades muito altas. Um exemplo de transmutação induzida por nêutron é a formação do cobalto-60, que é utilizado no tratamento do câncer, a partir do isótopo de ferro-58. Na primeira etapa ocorre a produção do ferro-59. Na segunda etapa ocorre o decaimento beta(ß) do ferro-59. Na terceira e última etapa ocorre a produção do cobalto-60. (Atkins, P.; Jones, L. Princípio da Química, 3ª Ed. Porto Alegre: Bookman. 2006) A reação total que representa o processo descrito no texto é

A reação de fusão nuclear que ocorre no Sol é um processo de várias etapas, em que o núcleo do hidrogênio se transforma em um núcleo de hélio. Ela pode ser dividida da seguinte maneira:
Considerando esse processo e sabendo que 1 g de hidrogênio tem 1 mol de átomos, e que N_A = 6,022 x 10²³ átomos/mol e eV = 1,6 x 10^-19 j, assinale a alternativa que indica a energia aproximada, em terajoules, liberada por 4 gramas de hidrogênio.

Considere hipoteticamente que o núcleo do elemento A tem uma meia vida duas vezes maior que a do núcleo do elemento B. No tempo inicial, o número de núcleos do tipo B em uma amostra é oito vezes maior que o número de núcleos do tipo A. Haverá um instante em que os números de núcleos A e B serão iguais.

Com base no exposto, assinale a alternativa que apresenta esse instante em função do tempo de meia vida do núcleo B.

Considerando a cadeia de decaimento apresentada, é correto afirmar que as partículas são emitidas na ordem

Considerando-se que o teor do isótopo carbono-14 (¹⁴C) encontrado em um artefato de madeira seja de 25% do valor presente nos organismos vivos e que a meia-vida do isótopo ¹⁴C seja de 5.730 anos, é correto concluir que o referido artefato foi confeccionado a partir de uma árvore cortada há

A velocidade de desintegração radioativa de um radioisótopo é de primeira ordem em relação ao número de núcleos radioativos. Uma amostra contendo 5 g do ²²²Rn sofreu desintegração radioativa durante 6,6 dias e teve sua massa reduzida para 1,5 g. Calcule o tempo de meia‐vida, aproximadamente, em dias, desse radioisótopo.

(Dado: ln 0,30 = –1,2.)

O modelo atômico proposto por John Dalton (1766­ - 1844) em 1803 estabelecia o átomo como sendo uma esfera maciça e indestrutível, sem nenhum tipo de carga elétrica. Assinale a alternativa que apresenta um fenômeno físico-químico que não pode ser explicado por esse modelo.

O carbono-14 é um isótopo radioativo do carbono, que ocorre naturalmente na natureza. Como os seres vivos estão sempre absorvendo carbono, sua proporção em relação aos outros isótopos de carbono em um ser vivo é constante; porém, com a morte deste e fim da absorção de carbono, essa proporção se reduz. Assim, é possível, por meio dessa proporção, realizar a datação de objetos antigos. Assinale a alternativa correta em relação a esse elemento.

Em reatores nucleares, a energia é gerada pela reação de fissão do isótopo 235 do urânio (U-235). Esse elemento, quando absorve um nêutron (n), transforma-se no isótopo U-236, que espontaneamente gera dois elementos mais leves, nêutrons e energia, como indicado nas equações a seguir:

²³⁵U₉₂ + n → ²³⁶U₉₂

²³⁶U₉₂ → ⁸⁶Kr₃₆ + ¹⁴⁴Ba₅₆ + x.n + energia

Sabendo-se que o número de prótons e nêutrons deve ser igual antes e depois da fissão do U-236, quantos nêutrons (x) são liberados nesse processo?

O amerício é um metal usado em alguns detectores de fumaça contendo minúsculas quantidades de ²⁴¹Am como fonte de radiação ionizante, na forma de dióxido de amerício (AmO₂). Sobre o amerício marque a alternativa INCORRETA.