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

O isótopo ⁹⁰Sr é um dos radioisótopos mais perigosos espalhados pelo acidente de Chernobyl porque pode substituir o cálcio em nossos ossos. Sua meia-vida é de, aproximadamente, 28 anos. Para que 1,0 g desse isótopo se reduza a 125,0 mg, deverão transcorrer:

Há pouco mais de 100 anos, Ernest Rutherford descobriu que havia dois tipos de radiação, que chamou de α (Alfa) e β (Beta). Com relação a essas partículas, é correto afirmar que:

Nas reações nucleares, os núcleos sofrem alterações que envolvem grandes quantidades de energia, sendo estas muito maiores do que as envolvidas em reações químicas. A seguir, tem-se duas equações que representam duas reações nucleares:
Equação 1
Equação 2
Em relação às equações, assinale a alternativa incorreta:

O califórnio é um metal branco prateado, da série dos actinídeos, e foi sintetizado pela primeira vez em 1950. Esse elemento possui símbolo Cf, número atômico 98 e massa atômica 251 u.m.a. O isótopo ₉₈²⁵¹ Cf apresenta tempo de meia vida de 898 anos, decaindo para Cúrio 247 . O modo de decaimento do califórnio 251 é feito por:

O livro “As Garotas da Cidade Atômica” (Denise Kiernan), lançado em 2015, aborda a presença de mulheres anônimas, que passaram despercebidas pela história, recrutadas em todos os Estados Unidos para trabalharem na cidade secreta de Oak Ridge em troca de bons salários. A cidade era sede do Projeto Manhattan, codinome de um plano criado para enriquecer urânio e criar bombas para uso bélico.

Eram secundaristas, químicas, estatísticas e secretárias, que pouco ou nada sabiam sobre o real propósito do que faziam e do misterioso projeto. A finalidade só foi divulgada ao mundo após o lançamento das bombas atômicas sobre Hiroshima e Nagasaki, no Japão, em agosto de 1945.

Uma das possíveis reações de fissão nuclear, que ocorre na explosão da bomba atômica está representada a seguir:

₉₂U^{235 +} ₀ n¹ → ₅₆ Ba^{141 +} ₃₆Kr ⁹² + 3 X + energia

Na equação apresentada, X representa a:

Analise o fenômeno representado ao lado.

Fonte: Ilustração: Peter Hermes Furian / Shutterstock.com

Uma aplicação desse fenômeno é verificada na

A datação de águas subterrâneas pode ser realizada utilizando-se a relação [³He]/[³H], referente à quantidade de hélio-3, resultante do decaimento radioativo do trítio, ³H. Essa datação pode ser determinada pelo produto entre o tempo de meia-vida do trítio e a razão entre as quantidades das espécies, multiplicados pelo fator 0,7. O decaimento do número de núcleos radioativos de trítio é apresentado no gráfico ao lado.
Disponível em: http://qa.ff.up.pt/radioquimica/rq-tp/rq-tp03.pdf. Adaptado

Quantos anos possui uma amostra de água retirada de um lençol freático cuja concentração de hélio-3 é nove vezes superior à quantidade de trítio?

Na Medicina Nuclear, existem duas modalidades: o diagnóstico e o tratamento. Nas doenças da tireoide, por exemplo, uma das formas de diagnóstico por imagem é por meio do exame de cintilografia. O exame usa iodo-123, que é emissor de raios gama e possui meia vida de 13 horas, visto que o radioisótopo mapeia a tireoide ao se acumular em seu tecido. Já para o tratamento, é utilizado o iodo-131, que emite raios beta e possui meia vida de 8 dias, uma vez que a radiação emitida por ele destrói as células doentes.

Dado: ₅₃I¹²³ ₅₃I¹³¹

Sobre o iodo e as informações citadas, assinale a afirmação CORRETA.

Foram mais de cem mil mortos imediatamente após a explosão das bombas nucleares em Hiroshima e Nagasaki em agosto de 1945. Noventa por cento deles eram civis. Era o fim da Segunda Guerra Mundial, mas o sofrimento de milhares de pessoas não terminaria em 1945. Gerações depois, as sequelas da radioatividade ainda eram sentidas, como mostram os altos índices de câncer de mama nas meninas nascidas em Hiroshima, no pós-guerra. Com base nos textos e nos conhecimentos sobre radioatividade, é correto afirmar

A radioatividade é bastante utilizada na medicina, através dos exames de raio-X, cuja radiação atravessa os tecidos com o objetivo de mostrar internamente o corpo humano, e sua faixa de frequência encontra-se entre 2,4.10¹⁶Hz e 5,0.10¹⁹Hz. Considerando-se um raio-X de frequência 4,2.10¹⁶Hz propagando-se em um meio em que seu comprimento de onda é igual a 0,2nm, é correto afirmar que a velocidade de propagação nesse meio, em 10⁶ m/s, é igual a

 Reatores nucleares não são exclusivamente criações humanas. No período pré-cambriano, funcionou na região de Oklo, África, durante centenas de milhares de anos, um reator nuclear natural, tendo como combustível um isótopo do urânio. Para que tal reator nuclear natural pudesse funcionar, seria necessário que a razão entre a quantidade do isótopo físsil ( ²³⁵U) e a do urânio ²³⁸U fosse cerca de 3%. Esse é o enriquecimento utilizado na maioria dos reatores nucleares, refrigerados a água, desenvolvidos pelo homem. O ²³⁵U decai mais rapidamente que o ²³⁸U; na Terra, atualmente, a fração do isótopo ²³⁵U, em relação ao ²³⁸U, é cerca de 0,7%. Com base nessas informações e nos dados fornecidos, pode-se estimar que o reator natural tenha estado em operação há

Leia o texto.
Um dos piores acidentes nucleares de todos os tempos completa 30 anos em 2016. Na madrugada do dia 25 de abril, o reator número 4 da Estação Nuclear de Chernobyl explodiu, liberando uma grande quantidade de Sr–90 no meio ambiente que persiste até hoje em locais próximos ao acidente. Isso se deve ao período de meia-vida do Sr–90, que é de aproximadamente 28 anos. O Sr–90 é um beta emissor, ou seja, emite uma partícula beta, transformando-se em Y–90. A contaminação pelo Y–90 representa um sério risco à saúde humana, pois esse elemento substitui com facilidade o cálcio dos ossos, dificultando a sua eliminação pelo corpo humano. <http://tinyurl.com/jzljzwc> Acesso em: 30.08.2016. Adaptado.
Em 2016, em relação à quantidade de Sr–90 liberada no acidente, a quantidade de Sr–90 que se transformou em Y–90 foi, aproximadamente, de

Leia o texto.
   Lise Meitner, nascida na Áustria em 1878 e doutora em Física pela Universidade de Viena, começou a trabalhar, em 1906, com um campo novo e recente da época: a radioquímica. Meitner fez trabalhos significativos sobre os elementos radioativos (descobriu o protactínio, Pa, elemento 91), porém sua maior contribuição à ciência do século XX foi a explicação do processo de fissão nuclear. A fissão nuclear é de extrema importância para o desenvolvimento de usinas nucleares e bombas atômicas, pois libera grandes quantidades de energia. Neste processo, um núcleo de U–235 (número atômico 92) é bombardeado por um nêutron, formando dois núcleos menores, sendo um deles o Ba–141 (número atômico 56) e três nêutrons.    Embora Meitner não tenha recebido o prêmio Nobel, um de seus colaboradores disse: “Lise Meitner deve ser honrada como a principal mulher cientista deste século”.
Fonte dos dados: KOTZ, J. e TREICHEL, P. Química e Reações Químicas. Rio de Janeiro. Editora LTC,1998. Adaptado. FRANCO, Dalton. Química, Cotidiano e Transformações. São Paulo. Editora FTD,2015. Adaptado.
O número atômico do outro núcleo formado na fissão nuclear mencionada no texto é

O desastre radioativo acontecido em Goiânia (césio-137) foi um grave episódio de contaminação por radioatividade ocorrida no Brasil. A contaminação iniciou-se em setembro de 2007, quando um aparelho utilizado em terapia radioativa, de um hospital abandonado, foi encontrada na zona central de Goiânia. A meia-vida do césio-137 é cerca de 16 anos. Partindo-se de uma amostra de 137g, após quantos anos restarão 6,25% de Cs-137?

O frâncio foi descoberto em 1935 pela química francesa Marguerita Perey, 1901-1975, a partir dos trabalhos que desenvolveu com Marie Curie. O frâncio 233, com meia vida de 22 minutos, se desintegra de acordo com a equação nuclear.

A partir dessas informações, é correto afirmar:

O actínio-225 é obtido artificialmente e tem tempo de meia-vida igual a 10 dias. Isso significa que, a cada 10 dias, a quantidade dessa espécie radioativa em uma amostra cai à metade. Sendo assim, nanobombas contendo uma quantidade x de actínio-225, após 10 dias, passam a conter uma quantidade x/2, após mais 10 dias, passa a conter x/4 e assim por diante.
Entre os gráficos representados abaixo, o que mostra a variação da atividade radioativa do actínio-225 em função do tempo, está na alternativa:

Em 2011 celebramos o Ano Internacional da Química. Além disso, 2011 é também o ano do centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie, que foi a primeira cientista a receber dois Prêmios Nobel, o primeiro em 1903, em Física, devido às suas contribuições para as pesquisas em radioatividade, e o segundo em 1911, pela descoberta dos elementos rádio e polônio. O polônio não possui isótopos estáveis, todos são radioativos, dos quais apenas o ²¹⁰Po ocorre naturalmente, sendo gerado por meio da série de decaimento do rádio. A seguir são ilustrados dois trechos da série de decaimento do rádio:

Com base nas informações fornecidas, considere as seguintes afirmativas:

1. A partícula α possui número de massa igual a 4.

2. Para converter ^214Pb em ²¹⁰Pb, conectando os dois trechos da série, basta a emissão de uma partícula α.

3. Uma amostra de ²¹⁰Po será totalmente convertida em ²⁰⁶Pb após 276,76 dias.

4. No decaimento β ⁻ , o número de massa é conservado, pois um nêutron é convertido em um próton.

Assinale a alternativa correta.

Áreas como a medicina, a agricultura e a indústria farmacêutica são beneficiadas com o desenvolvimento dos estudos da radioatividade. A radioterapia – técnica utilizada para destruir células cancerosas – faz uso, principalmente, de radioisótopos do iodo-131 para eliminar lesões identificadas nos radiodiagnósticos da tireoide.

Sobre esse radioisótopo, assinale a alternativa correta.

Segundo artigo de Brianna Rego, publicado no site da Scientific American Brasil, a indústria do tabaco sabe há décadas como remover isótopo perigoso (polônio) dos cigarros, mas se omite [...] No Brasil, mortes por tabagismo somam 552 vítimas a cada dia. O fumo do cigarro contém, entre outras substâncias, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, nitrosaminas, chumbo, arsênio, cádmio e polônio. Sobre essas substâncias, pode-se afirmar corretamente que

O gás hélio disponível comercialmente pode ser gerado pelo decaimento radioativo, sobretudo do urânio, conforme esquematizado pela série de decaimento. Desde a formação da Terra, há 4,5 bilhões de anos, apenas metade do ²³⁸U decaiu para a formação de He.

Com base nessas informações e em seus conhecimentos, é correto afirmar: