7- (FUVEST) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear: 64 28

Transcrição

1 RADIOATIVIDADE 1- (ENEM) O funcionamento de uma usina nucleoelétrica típica baseia-se na liberação de energia resultante da divisão do núcleo de urânio em núcleos de menor massa, processo conhecido como fissão nuclear. Nesse processo, utiliza-se uma mistura de diferentes átomos de urânio, de forma a proporcionar uma concentração de apenas 4% de material físsil. Em bombas atômicas, são utilizadas concentrações acima de 20% de urânio físsil, cuja obtenção é trabalhosa, pois, na natureza, predomina o urânio não-físsil. Em grande parte do armamento nuclear hoje existente, utiliza-se, então, como alternativa, o plutônio, material físsil produzido por reações nucleares no interior do reator das usinas nucleoelétricas. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que A) a disponibilidade do urânio na natureza está ameaçada devido à sua utilização em armas nucleares. B) a proibição de se instalarem novas usinas nucleoelétricas não causará impacto na oferta mundial de energia. C) a existência de usinas nucleoelétricas possibilita que um de seus subprodutos seja utilizado como material bélico. D) a obtenção de grandes concentrações de urânio físsil é viabilizada em usinas nucleoelétricas. E) a baixa concentração de urânio físsil em usinas nuceloelétricas impossibilita o desenvolvimento energético. 2- (ENEM) A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica. Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear. Com relação ao impacto ambiental causado pela poluição térmica no processo de refrigeração da usina nuclear, são feitas as seguintes afirmações: I. o aumento na temperatura reduz, na água do rio, a quantidade de oxigênio nela dissolvido, que é essencial para a vida aquática e para a decomposição da matéria orgânica. II. o aumento da temperatura da água modifica o metabolismo dos peixes. III. o aumento na temperatura da água diminui o crescimento de bactérias e de algas, favorecendo o desenvolvimento da vegetação. Das afirmativas acima, somente está(ão) correta(s): A) I. B) II. C) III. D) I e II. E) II e III. 3- (ENEM) A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações: I. a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina. II. a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção da energia elétrica. III. a água depois de passar pela turbina é pré-aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator. Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s): A) I. B) II. C) III. D) I e II. E) II e III. 1

2 4- (ENEM) Um problema ainda não resolvido da geração nuclear de eletricidade é a destinação dos rejeitos radiativos, o chamado lixo atômico. Os rejeitos mais ativos ficam por um período em piscinas de aço inoxidável nas próprias usinas antes de ser, como os demais rejeitos, acondicionados em tambores que são dispostos em áreas cercadas ou encerrados em depósitos subterrâneos secos, como antigas minas de sal. A complexidade do problema do lixo atômico, comparativamente a outros lixos com substâncias tóxicas, se deve ao fato de A) emitir radiações nocivas, por milhares de anos, em um processo que não tem como ser interrompido artificialmente. B) acumular-se em quantidades bem maiores do que o lixo industrial convencional, faltando assim locais para reunir tanto material. C) ser constituído de materiais orgânicos que podem contaminar muitas espécies vivas, incluindo os próprios seres humanos. D) exalar continuamente gases venenosos, que tornariam o ar irrespirável por milhares de anos. E) emitir radiações e gases que podem destruir a camada de ozônio e agravar o efeito estufa. 5- (ENEM) O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. A taxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia-vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. As informações fornecidas mostram que A) quanto maior é a meia-vida de uma substância mais rápido ela se desintegra. B) apenas 1/8 de uma amostra de rádio/226 terá decaído ao final de anos. C) metade da quantidade original de rádio-226, ao final de anos, ainda estará por decair. D) restará menos de 1% de rádio/226 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias-vidas. E) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de anos devido à desintegração radioativa. 6- (ENEM) Os núcleos dos átomos são constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos. 2

3 O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem A) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons. B) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons. C) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons. D) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons. E) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons. 7- (FUVEST) Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear: Ni Bi Rg nêutron Esse novo elemento, representado por Rg, é instável. Sofre o decaimento: Rg 109Mt 107Bh 105Db 103Lr Md Nesse decaimento, liberam-se apenas A) nêutrons B) prótons C) partículas e partículas D) partículas E) partículas 8- (UFSCAR) O 235 U é o responsável pela energia produzida por reatores comerciais, através do processo de fissão nuclear. O 238 U, que constitui a maior parte do combustível nuclear, não sofre processo de fissão nessas condições. No entanto, ao ser atingido por nêutrons produzidos no funcionamento normal do reator, dá origem ao isótopo 239 U, que emite, sucessivamente, duas partículas β, gerando um produto radioativo, com meia-vida extremamente longa e que pode ser utilizado para fins militares. Sobre o produto gerado pelo decaimento radioativo do 239 U, pela emissão sucessiva de duas partículas β, é correto afirmar que se trata de A) Np B) 94 Pu C) 90 Th D) 236 U E) mistura de 237 U e 238 U. 9- (UNIFESP) O flúor-18 é um radioisótopo produzido num acelerador cíclotron. Associado à deoxiglucose, esse radioisótopo revela, pela emissão de pósitrons, as áreas do organismo com metabolismo intenso de glicose, como o cérebro, o coração e os tumores ainda em estágio muito inicial. Quando um átomo de flúor-18 emite um pósitron, o átomo resultante será um isótopo do elemento químico 3

4 A) cloro. B) flúor. C) neônio. D) oxigênio. E) nitrogênio. 10- Nas reações de transmutação: 33As 75 + I 33As 76 + p 9F 19 + II 1122 Na + n 34Se 82 + III 34Se Be 9 + IV 3 Li 6 + I, II, III e IV representam respectivamente as partículas: A) gama, beta, elétron, deutério B) pósitron, alfa, nêutron, próton C) elétron, alfa, nêutron, pósitron D) alfa, gama, pósitron, beta E) deutério, alfa, nêutron, próton 11- Considere as seguintes desintegrações: I) 28 13Al 24 11Na + x II) 28 13Al 27 12Mg + y III) Al 14Si + t IV) Al 13Al + z As partículas emitidas são: x y t z A) 1 alfa 1 próton 1 beta 2 nêutrons B) 4 nêutrons 1 nêutron 1 alfa 2 beta C) 2 alfa 1 hélio 1 nêutron 2 nêutrons D) 4 prótons 2 nêutrons 1 próton 1 alfa E) 4 hélios 1 próton 1 beta 2 prótons 12- (FCMSC) A equação 4 2He + 9 4Be 12 6C + X representa a reação que levou a descoberta da partícula X. Essa partícula é um: A) cátion B) ânion C) nêutron D) próton E) elétron 13- O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera grande 90 quantidade de 38 Sr radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser esse isótopo a única contaminação radioativa, e sabendo que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade de estrôncio-90 se reduzir, por desintegração, a 1/16 da quantidade inicialmente presente, o local poderá ser habitado novamente a partir do ano de: A) 2014 B) 2098 C) 2266 D) 2986 E) O iodo-125, variedade radioativa do iodo com aplicações medicinais, tem meia-vida de 60 dias. Quantos gramas de iodo-125 irão restar, após 6 meses, a partir de uma amostra contendo 2 g do radioisótopo? A) 1,50 B) 0,75 C) 0,66 D) 0,25 E) 0, Mediu-se a radioatividade de uma amostra arqueológica de madeira, verificando-se que o nível de sua radioatividade devida ao carbono-14 era 6,25% do apresentado por uma amostra de madeira recente. Sabendo-se que a meia-vida do isótopo 14 6 C é 5,73 x 10 3 anos, a idade, em anos, dessa amostra é: A) 3,58 x 10 2 B) 1,43 x 10 3 C) 5,73 x 10 3 D) 2,29 x 10 4 E) 9,17 x Preparam-se 8 mg do radioisótopo Po, cuja meia-vida é 3,1 minutos. Restará apenas 1 mg após: A) 3,1 min B) 6,2 min C) 9,3 min D) 12,4 min E) 24,8 min 17- Um elemento radioativo genérico X sofre transmutação emitindo duas partículas beta e uma alfa, sendo que sua meia-vida é de 22 anos. Uma amostra de 10 g irá se reduzir a 1,25 g em... anos e o elemento final da desintegração de X é... A) 66 anos, Bi B) 33 anos, Bi C) 44 anos, Po D) 44 anos, Pb E) 66 anos, Pb 4

5 18- (UNIFESP) 60 anos após as explosões das bombas atômicas em Hiroshima e Nagasaki, oito nações, pelo menos, possuem armas nucleares. Esse fato, associado a ações terroristas, representa uma ameaça ao mundo. Na cidade de Hiroshima foi lançada uma bomba de urânio- 235 e em Nagasaki uma de plutônio-239, resultando em mais de cem mil mortes imediatas e outras milhares como conseqüência da radioatividade. As possíveis reações nucleares que ocorreram nas explosões de cada bomba são representadas nas equações: U n Z X Kr 3n A 94Pu n 39Y 55Cs 5n Nas equações, Z, X, A e o tipo de reação nuclear são, respectivamente, A) 52, Te, 140 e fissão nuclear. B) 54, Xe, 140 e fissão nuclear. C) 56, Ba, 140 e fusão nuclear. D) 56, Ba, 138 e fissão nuclear. E) 56, Ba, 138 e fusão nuclear. 19- (PUCSP) A equação nuclear 14 7N O +... será corretamente completada com: A) um próton. B) um elétron. C) um dêuteron. D) uma partícula alfa. E) uma partícula beta. 20- (UnB) Considerando as reações abaixo: I) 60 27Co 60 25Ni + II) U + 0n 56Ba + 36Kr n III) U Th + 2He podemos afirmar que: A) o cobalto 60 se desintegra com emissão de uma partícula, dando o seu isótopo, o níquel 60. B) o urânio 235 se desintegra com emissão de uma partícula alfa, dando tório 231. C) o tório 231 e o bário 141 são isótopos, porque ambos provêm da desintegração do átomo de urânio 235. D) a reação II representa uma fusão nuclear. E) a reação III representa uma fissão nuclear. 21- (UFRGS-FÍSICA) Quando um nêutron é capturado por um núcleo de grande número de massa, como o do U-235, este se divide em dois fragmentos, cada um com cerca da metade da massa original. Além disso, nesse evento, há emissão de dois ou três nêutrons e liberação de energia da ordem de 200 MeV, que, isoladamente, pode ser considerada desprezível (tratase de uma quantidade de energia cerca de vezes menor do que aquela liberada quando se acende um palito de fósforo!). Entretanto, o total de energia liberada que se pode obter com esse tipo de processo acaba se tomando extraordinariamente grande graças ao seguinte efeito: cada um dos nêutrons liberados fissiona outro núcleo, que libera outros nêutrons, os quais, por sua vez, fissionarão outros núcleos, e assim por diante. O processo inteiro ocorre em um intervalo de tempo muito curto e é chamado de A) reação em cadeia. B) fusão nuclear. C) interação forte. D) decairnento alfa. E) decaimento beta. 22- (UFRGS-FÍSICA) Considere as afirmações abaixo, acerca de processos radioativos. I - O isótopo radioativo do urânio (A = 235, Z = 92) pode decair para um isótopo do tório (A = 231, Z = 90) através da emissão de uma partícula α. II - Radioatividade é o fenômeno no qual um núcleo pode transformar-se espontaneamente em outro sem que nenhuma energia externa seja fornecida a ele. III - As partículas α e P emitidas em certos processos radioativos são carregadas eletricamente. Quais estão corretas? A) Apenas I. B) Apenas I e II. C) Apenas I e III. D) Apenas II e III. E) I, II e III. 5

6 23- (UFRGS-FÍSICA) Quando o núcleo de um átomo de um elemento emite uma partícula α ou β, forma-se um núcleo de um elemento diferente. No gráfico abaixo, estão representadas algumas transformações de um elemento em outro: o eixo vertical corresponde ao número atômico do elemento, e o eixo horizontal indica o número de nêutrons no núcleo do elemento. As transformações I, II e III assinaladas no gráfico correspondem, respectivamente, a emissões de partículas A) α, β e α. B) α, β e β. C) α, α e β. D) β, α e β. E) β, β e α. 24- (UFRGS-FÍSICA/2011) Em 2011, Ano Internacional da Química, comemora-se o centenário do Prêmio Nobel de Química concedido a Marie Curie pela descoberta dos elementos radioativos Rádio (Ra) e Polônio (Po). Os processos de desintegração do 224 Ra em 220 Rn e do 216 Po em 212 Pb são acompanhados, respectivamente, da emissão de radiação A) α e α. B) α e β. C) β e β. D) β e E) e. 1-C 2-D 3-D 4-A 5-E 6-D 7-E 8-B 9-D 10-E 11-A 12-C 13-B 14-D 15-D 16-C 17-E 18-D 19-A 20-B 21-A 22-E 23-E 24-A 6