Quando um núcleo sofre decaimento alfa, ele se transforma em...

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Q2069710 Radiologia
Quando um núcleo sofre decaimento alfa, ele se transforma em um nuclídeo diferente emitindo uma partícula alfa (um núcleo de hélio, 4He). Por exemplo, quando o urânio 238U sofre decaimento alfa, ele se transforma em tório 234Th segundo a reação 238 234Th + 4He. Este decaimento alfa a partir de 238U pode ocorrer espontaneamente (sem uma fonte externa de energia) porque a massa total do decaimento produz 234Th e 4He e é menor que a massa do original 238U. No entanto, a meia-vida do 238U para este processo de decaimento e é 4,5 x 109 anos.
Assinale a alternativa que melhor explica o motivo do processo 238 234Th + 4He ser espontâneo, porém tão demorado.
Alternativas

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Alternativa Correta: A

O tema central da questão é o decaimento alfa, um processo nuclear onde um núcleo atômico emite uma partícula alfa e se transforma em outro nuclídeo. Para resolver a questão, é importante entender conceitos de física nuclear, como energia de massa, meia-vida, e o fenômeno de tunelamento quântico.

A alternativa A é a correta porque explica que o decaimento é espontâneo já que a energia de massa total dos produtos de decaimento é menor que a energia de massa do nuclídeo original. Esse fenômeno ocorre naturalmente porque a natureza tende a estados de menor energia, tornando o processo espontâneo.

Por que as outras alternativas estão incorretas?

  • B: Embora mencione a energia liberada (4,25 MeV), não explica o motivo pelo qual o decaimento é espontâneo e demorado. Apenas detalha a energia envolvida no processo.
  • C: A explicação sobre o "tunelamento quântico" está correta no contexto da física, mas não aborda diretamente a questão do tempo prolongado de decaimento espontâneo.
  • D: Fala sobre a propriedade natural do urânio 238U, mas não detalha por que ocorre o decaimento alfa e a relação com a energia de massa.
  • E: Está incorreta ao afirmar que o núcleo precisa absorver energia do ambiente para decair; o decaimento alfa é um processo que ocorre sem a necessidade de energia externa.

Entender o conceito de decaimento nuclear e a relação entre energia de massa e energia dos produtos é crucial. A espontaneidade ocorre devido à tendência natural de alcançar estados de menor energia, mesmo que essa transição possa ser lenta.

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