Poder da radiação: Fissão e Fusão Nuclear

 

 

1) É possível dizer que a radiação produz energia ou realiza trabalho?

Existem dois processos nucleares que envolvem as radiações conhecidas, com as reações nucleares dos elementos radioativos. Esses processos são conhecidos como Fissão nuclear e Fusão nuclear.

 

2) O que é Fissão Nuclear?

Quando um elemento é bombardeado por partículas como os nêutrons, ocorre a quebra do núcleo do átomo desse elemento em dois outros átomos menores e ainda gerando de dois a três nêutrons rápidos. 

A fissão um processo natural que consiste no decaimento de núcleos atômicos instáveis em núcleos atômicos menores por meio da captura de nêutrons lentos. 

Nesse processo, uma grande quantidade de energia é liberada em forma de radiação em virtude da diferença de massa entre o núcleo original e a soma das massas dos núcleos resultantes do decaimento radioativo, comumente ocorrendo em usinas nucleares para geração de energia ou em bombas atômicas.

Processo de Fissão nuclear do núcleo de urânio-235.5 

O processo de fissão pode ser controlado ou gerar uma reação descontrolada denominada de reação em cadeia. 

Após a captura de um nêutron, elementos pesados, como o urânio, tornam-se instáveis e acabam dividindo-se em núcleos menores, emitindo outros nêutrons, o que forma uma reação em cadeia com grande liberação de calor e radiação.

Para isso medidas de segurança são tomadas em usinas nucleares para evitar que a radiação atinja a população em volta das usinas. A energia gerada pela explosão desses átomos é canalizada para as turbinas que transformarão essa energia proveniente do calor em energia elétrica. 

3) Exemplo de Fissão:

A fissão nuclear foi descoberta em 1938 pelos pesquisadores Otto Hahn, Lise Meitner e Fritz Strassman. Na ocasião, eles perceberam que o bombardeamento do urânio (U) com nêutrons produzia átomos mais leves, como os átomos de bário (Ba) e criptônio (Kr).

Um núcleo pesado se combina com um nêutron e se separa em dois outros núcleos mais leves. Uma típica reação de fissão envolvendo o 235U é:

Comentário: A energia liberada nesse processo de fissão nuclear é dimensionado em Mev (Milhões de elétron volt).

 

A fissão nuclear ocorre quando um núcleo atômico se torna instável, ou físsil. Núcleos atômicos pesados, como o urânio-235, são naturalmente instáveis e tendem a desintegrar-se em núcleos menores e, consequentemente, mais estáveis. Um dos processos mais usados para tornar um núcleo atômico instável é a captura de nêutrons. Nesse processo, emitem-se nêutrons lentos (a baixa velocidade dessas partículas aumenta a chance de sucesso de sua captura pelos núcleos atômicos) em direção aos núcleos dos átomos.

Na fissão nuclear do átomo de urânio-235, além dos núcleos mais leves, são emitidos nêutrons e raios gama.

Toda a energia proveniente desse tipo de reação surge em decorrência da pequena diferença de massa entre o núcleo original e os novos núcleos formados. Somando-se a massa desses últimos, encontramos menor massa que a massa do primeiro. A essa diferença damos o nome de defeito de massa. A quantidade de energia produzida na fissão nuclear pode ser calculada por meio da famosa relação de Einstein para a energia de repouso: E = mc².

4) O que é Fusão nuclear?

O processo de fusão nuclear é o inverso da fissão nuclear, este processo envolve na junção de átomos de elementos diferentes, em um átomo de outro elemento com número atômico maior. É um processo no qual dois ou mais núcleos leves e estáveis unem-se pela ação de grandes pressões, velocidades ou temperaturas extremas.

A fusão nuclear requer muita energia para se realizar, geralmente, liberta mais energia do que consome. Essas condições são atingidas, por exemplo, no interior dos núcleos das estrelas ou durante reações nucleares artificiais, como nos casos das ogivas nucleares.

Processo de Fusão nuclear com dois átomos de elementos diferentes originando um de maior número atômico.

 

5) Exemplo de Fusão nuclear:

O sol só existe devido à fusão nuclear de átomos de hidrogênio. O hidrogênio se funde dando origem a dois prótons correspondentes aos átomos de Hélio e esta reação libera grande quantidade de energia.

 

6) Além da energia Solar, há outro tipo de energia que incide radiação sobre a Terra?

Os raios cósmicos são partículas de alta energia que incidem sobre a Terra, vindas do espaço. Quando penetram na atmosfera, provocam reações nucleares em que são produzidas outras partículas, como os píons.

 

7) Com a desintegração de um átomo o que ocorre com sua constituição inicial ao passar do tempo?

É possível estudar a quantidade de tempo necessária para que um elemento radioativo o decaia pela metade a sua massa, isso é chamado de meia vida. Dependendo do grau de instabilidade do elemento a ser analisado, o decaimento pode ocorrer em segundos ou bilhões de anos. A desintegração não está relacionada com a extinção do átomo, ou seja, o átomo não deixa de existir. Na verdade, o que ocorre é o decaimento natural que o átomo sofre. No decaimento, o átomo (X), ao emitir radiação alfa e beta, transforma-se automaticamente em um novo elemento químico (Y), o que ocorre incessantemente até que o átomo deixe de ser radioativo (átomo estável).

Representação do decaimento natural a partir de emissões alfa (prótons)

X → α + Y

Ou

X → β + Y

Se o átomo Y formado no decaimento for radioativo, novas radiações alfa e beta serão emitidas do núcleo desse átomo. Quando se chega à meia-vida de um material, sabemos que metade dos átomos que existiam na amostra tornou-se estável.

 

8) Onde é notado o efeito desse processo de meia vida?

A meia vida pode ocorrer não somente em elementos radioativos, mas na biologia, por exemplo, é um parâmetro farmacocinético muito importante. A abreviação utilizada para caracterizar a meia vida é t₁/2. É utilizado na datação de fósseis e elementos presentes na Natureza.

Ilustração de meia vida de uma determinada massa de um elemento.

 

9) Exemplo do uso da meia vida:

Em uma caverna foram encontrados restos de um esqueleto animal, tendo-se determinado nos seus ossos uma taxa de Carbono-14 igual a 0,78% da taxa existente nos organismos vivos e na atmosfera.

Sabendo-se que a meia vida do C-14 é de 5.600 anos, conclui-se que a morte do animal ocorreu há quanto tempo?

Comentário: Tempo de meia vida é o tempo necessário para que metade da concentração de C-14 seja "perdido" por decaimento radioativo. Portanto quando o animal morreu, ele tinha 100%, 5.600 anos depois ele tem 50% e assim por diante...

no instante da morte - 100% de C-14

5.600 anos depois - 50%

11.200 anos - 25%

16.800 anos - 12,5%

22.400 anos - 6,25%

28.000 anos - 3,125%

33.600 anos - 1,5625%

39.200 anos - 0,78125%

Portanto a morte do animal ocorreu há 39.200 anos.

 

Valores da meia-vida de alguns radioisótopos

10) Como é utilizado a energia nuclear?

Vários avanços tecnológicos foram possíveis graças à física nuclear.

As usinas nucleares usam o conceito de fissão nuclear para produzir energia. É uma fonte de energia limpa.

A ressonância magnética pôde ser construída graças a física nuclear. Esse equipamento possibilita um diagnóstico mais preciso do paciente, pois os tecidos e órgãos do corpo são "fotografados" em detalhes. 

Na medicina, a radiação pode ser usada na forma diagnóstica ou de tratamento.

As radiografias (Raio X), mamografias e tomografias, por exemplo, utilizam material radioativo no equipamento. "São geradas ondas eletromagnéticas e cada onda tem uma velocidade, que é gerada pelo equipamento para fins específicos. Na tomografia, por exemplo, o paciente deita e a energia elétrica passa e joga raio no paciente. A máquina faz a imagem de como as estruturas do corpo absorvem mais aquela substância”, explica o presidente da Sociedade Cearense de Radiologia, Pablo Picasso.

Mas há ainda exames onde o material radioativo (chamado de radiofármaco) é ingerido pelo paciente. "Nesse caso, a gente faz a imagem com o que esse material emite de radiação para a máquina”, destaca o especialista em Medicina Nuclear, Régis Nogueira. A diferença é que nesses tipos de exames (os mais comuns são as cintilografias óssea e do miocárdio) são estudadas as funções do corpo, quando na tomografia, por exemplo, o foco é a anatomia do corpo. O radiofármaco é dado por via oral ou venosa ao paciente, se distribui pelo corpo e a imagem é feita. Conforme Régis, a eliminação desse material se dá através da urina ou fezes. 

A energia gama é usada neste tipo de diagnóstico. No tratamento de radioterapia, o princípio de utilização do radiofármaco é o mesmo da imagem, mas muda o radioisótopo. "As partículas têm mais poder de ionização". Na radioterapia, procura-se minimizar a radiação, usando-a apenas na área onde precisa atuar”, explica o especialista. Para que os efeitos sejam centralizados, cada paciente passa por um planejamento radioterápico, que evita a emissão de radiação para outros órgãos. O tratamento é possível através de aceleradores lineares, equipamentos que fornecem energia a feixes de partículas e possibilitam a concentração de energia em pequeno volume e em posições controladas da forma que precisa.

12) O que é um acelerador de partícula?

O Largue Hadron Collider, ou LHC, é o principal lugar para experimentações e estudos da física nuclear. Ele é conhecido como o maior acelerador de partículas do mundo.

Graças ao LHC, fomos capazes de descobrir a partícula elementar mais massiva de todas, que é o Boson de Higgs.

Ele teria surgido logo após o Big Bang e pode ser a origem da massa de todas as outras partículas elementares.

O Brasil tem seu próprio acelerador de partículas, o Sirius, localizado em Campinas.

 

13) A física nuclear só trouxe desenvolvimento?

Algumas tragédias ao longo da história ocorreram por causa da física nuclear.

Um exemplo é a bomba atômica. Ela é resultado de fissões nucleares que liberam quantidades altíssimas de calor e energia. 

Os primeiros resultados da divisão do átomo de metais pesados, como o urânio e o plutônio, foram obtidos em 1938. A princípio, a energia liberada pela fissão nuclear foi utilizada para objetivos militares. Posteriormente, as pesquisas avançaram e foram desenvolvidas com o intuito de produzir energia elétrica.

Atualmente os Estados Unidos lideram a produção de energia nuclear, porém os países mais dependentes da energia nuclear são França, Suécia, Finlândia e Bélgica. Na França, cerca de 80% de sua eletricidade é oriunda de centrais atômicas.

No fim da década de 1960, o governo brasileiro começou a desenvolver o Programa Nuclear Brasileiro, destinado a implantar no país a produção de energia atômica. O país possui a central nuclear Almirante Álvaro Alberto, constituída por três unidades (Angra 1, Angra 2, e Angra 3). Está instalada no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro. Atualmente, apenas Angra 2 está em funcionamento.

 Essa fonte energética é responsável por muita polêmica e desconfiança: a falta de segurança, a

destinação do lixo atômico, além da possibilidade de acontecerem acidentes nas usinas, geram a reprovação da utilização da energia nuclear por grande parte da população. Alguns acidentes em usinas nucleares já aconteceram, entre eles estão:

Three Miles Island – em 1979, na usina localizada na Pensilvânia (EUA), ocorreu a fusão do núcleo do reator e a liberação de elevados índices de radioatividade que atingiram regiões vizinhas.

Chernobyl – em 1986 ocorreram o incêndio e o vazamento de radiação na usina ucraniana, na extinta União Soviética, com milhares de feridos e mortos, podendo a contaminação radioativa ter causado 1 milhão de casos de câncer nos 20 anos seguintes.

Em 1987, dois jovens catadores de materiais recicláveis abriram um aparelho de radioterapia em um prédio público abandonado no centro de Goiânia. A intenção era vender o chumbo e o metal, mas eles ignoravam que dentro do equipamento havia uma cápsula contendo césio-137, um metal radioativo. Em um ferro velho, a cápsula foi aberta e o material azul intenso que surgiu contaminou quem ia ver o aparelho. A Cnen monitorou níveis de radioatividade em 112 mil pessoas.

Um terremoto de 8,9 pontos da escala Richter, em março de 2011, abalou a região de Tohoku, no Japão, e provocou um tsunami. Os fenômenos danificaram a estrutura da Central Nuclear de Fukushima I, na cidade de Okuma, e provocaram o derretimento de três reatores nucleares. Foi o maior desastre nuclear desde o acidente de Chernobil, em 1986, na Ucrânia, quando uma explosão e um incêndio lançaram grande quantidade de partículas radiativas na atmosfera, provocando a morte de 31 pessoas e outros efeitos, como câncer e deformidades.

14) Uso industrial da Energia Nuclear:

A indústria é uma das maiores usuárias das técnicas nucleares no Brasil, respondendo por cerca de 30% das licenças para utilização de fontes radioativas.

Elas são empregadas principalmente para a melhoria da qualidade dos processos nos mais diversos setores industriais. As principais aplicações são na medição de espessuras e de vazões de líquidos, bem como no controle da qualidade de junções de peças metálicas.

As fontes mais utilizadas são o cobalto-60, o irídio-192, o césio-137 e o amerício-241. A facilidade de penetração da radiação em diversos materiais, bem como a variação de sua atenuação com a densidade do meio que atravessa, tornam seu uso conveniente em medidores de nível, espessura e umidade. Na indústria de papel, esses medidores são utilizados para garantir que todas as folhas tenham a mesma espessura (padrão de gramatura), para atender às exigências de qualidade do mercado mundial, enquanto, na indústria de bebidas, a radiação é usada para controle de enchimento de vasilhames.

 

Outro uso importante das radiações nucleares está na aplicação de traçadores radioativos.

Nesse método, uma substância com material radioativo é injetada em um meio, e é feito um acompanhamento de seu comportamento nos processos que se deseja observar. Traçadores radioativos também têm sido cada vez mais utilizados para detectar problemas de vazamentos e mau funcionamento em grandes plantas da indústria química, permitindo economia de tempo e de dinheiro.

Na exploração de petróleo, fontes de nêutrons são utilizadas em processos para determinar o perfil do solo, enquanto outras podem auxiliar a distinguir, nesse processo, a quantidade de água, gás e óleo existentes no material extraído, facilitando e barateando o processo de exploração.

Cada vez mais utilizados, os irradiadores industriais são instalações com compartimentos onde o material a ser tratado é exposto à radiação que irá matar bactérias e microrganismos, podendo ser usado como um processo de esterilização. Existem no mundo hoje cerca de 160 irradiadores industriais funcionando, sendo seis no Brasil. Essas instalações são utilizadas para irradiar e esterilizar materiais cirúrgicos, remédios, alimentos, materiais de valor histórico etc.

O cobalto-60 é o material mais utilizado como fonte de radiação. A exposição à radiação gama não contamina os materiais irradiados nem os transforma em materiais radioativos. Portanto, ao cessar o processo, não existe mais radiação nos materiais. Leva grande vantagem sobre substâncias químicas que são, às vezes, usadas para o mesmo fim e que deixam resíduos tóxicos. Também leva vantagem sobre a esterilização com calor – na qual os materiais são submetidos a altas temperaturas –, uma vez que a técnica permite a irradiação de materiais plásticos, como seringas e fios cirúrgicos, sem afetar sua integridade.

Nos alimentos para consumo humano, a radiação gama elimina microrganismos patogênicos, como a Salmonella typhimurium. A irradiação de frutas, além de suprimir infestações indesejadas, eleva a vida útil do produto e aumenta o tempo para seu consumo, ao contrário da desinfecção com calor, que acelera o processo de amadurecimento.

 

Outra aplicação na agroindústria é o uso da técnica de ‘macho estéril’ para o combate a pragas na lavoura. Nessa técnica, são produzidos machos esterilizados da praga a ser combatida e que depois são soltos na região infestada, diminuindo a população ao afetar sua capacidade de reprodução. Esse processo é usado por países como Estados Unidos, México, Guatemala e Argentina no combate à mosca-da-fruta (Ceratitis capitata).

 

No Brasil, está em implantação um projeto semelhante no Nordeste, na região de produção de mangas e uvas, com patrocínio de prefeituras, governos estadual e federal, contando com auxílio da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA).

Atividades:

1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):

a) Quando os núcleos se dividem, liberam grandes quantidades de energia. Esse processo é chamado de fissão nuclear e a energia liberada por ele é a energia nuclear, que pode ser transformada em outras formas de energia úteis ao homem. (    )

b) A energia proveniente do Sol também é de origem nuclear: ela é gerada pelo processo de fusão nuclear. (   )

c) Os raios cósmicos são formados por partículas de alta energia, vindas do espaço interestelar, que bombardeiam continuamente a Terra. (    )

d) A bomba atômica foi resultado de fissões nucleares que liberam quantidades altíssimas de calor e energia. (    )

e) A meia vida é o intervalo de tempo após o qual o número de átomos radioativos presentes em uma amostra é reduzido à metade. Na monitoração de uma amostra, o número de contagens por intervalo de tempo é proporcional ao número de átomos radioativos presentes. (     )

f) O Largue Hadron Collider é o principal lugar para experimentações e estudos da física nuclear. Ele é conhecido como acelerador de partículas do mundo. (   )

g) Foi descoberto pelo LHC que a partícula mais massiva de todas é o Boson de Newton. (   )

 

2) Em processos em que há a ruptura de núcleos dos átomos ou a união de átomos em um, são conhecidos como fusão nuclear e fissão nuclear, dadas as reações abaixo qual delas se encaixam no processo de fissão nuclear:

3) A energia lançada no espaço pelo Sol:

        (A) provém das reações nucleares que ocorrem em seu interior por causa da alta pressão e da temperatura.

        (B) ocorrem na superfície.

        (C) ocorrem na fotosfera.

        (D) não ocorrem no Sol.

4) A energia nuclear resulta de processos de transformação de núcleos atômicos. Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de se transformar em outros isótopos ou elementos através de reações nucleares. Baseia-se no princípio da equivalência de energia e massa, observado por Albert Einstein. E foi descoberta por Hahn, Frita e Meitner com a observação de uma fissão nuclear depois da irradiação de urânio com nêutrons. Com base em seus conhecimentos relacionados à energia nuclear, é correto afirmar que:

      (A) Nas reações de fissão nuclear, como acontece nas usinas, há um aumento de massa do núcleo que é transformada em energia.

      (B) Nas reações de fusão nuclear, devido à quebra de átomos mais pesados, há um aumento de massa do núcleo que é transformada em energia.

      (C) A energia irradiada pelo Sol, quando os átomos de hidrogênio e de outros elementos leves se combinam, se dá pelo processo da fusão nuclear e não pela fissão nuclear.

      (D) A energia irradiada pelas estrelas, quando os átomos de hidrogênio e de outros elementos leves se combinam, se dá pelo processo de fissão nuclear.

      (E) A luz e calor irradiados pelo Sol, quando os átomos de hidrogênio e de outros elementos leves se combinam, se dão pelo processo de fissão nuclear.

 

5) Qual o nome do equipamento médico construído usando conhecimentos da física nuclear?

        (A) Ressonância magnética

        (B) Monitores de pressão

        (C) Desfibrilador

        (D) Eletrocardiógrafo

 

6) Qual o nome da arma utilizada na Segunda Guerra Mundial, que foi construída por meio da Física Nuclear?

        (A) Bomba Atômica

        (B) Carbono-14

        (C) Meia Vida

        (D) Radiação Césio-137

 

7) Qual reação ocorre nas bombas nucleares, liberando quantidades altas de calor e energia?

        (A) Fusão nuclear

        (B) Hidrólise

        (C) Desnaturação

        (D) Fissão nuclear

 

8) A maior máquina já construída pela humanidade, que é o acelerador de partículas onde se descobriu o Bóson de Higgs foi:

        (A) o LHC (sigla em inglês para "Largue Hadron Collider").

        (B) a bomba atômica.

        (C) a usina nuclear Angra I.

        (D) o Complexo radioativo Russo.

 

9) A desintegração radioatividade ocorrida em determinadas amostras de substâncias provém:

        (A) da extinção do átomo, ele deixa de existir.

        (B) de uma reação em cadeia no núcleo do átomo formando um outro elemento.

        (C) da estabilização do núcleo de um átomo num determinado momento chamado de meia vida.

        (D) do escape de elétrons das eletrosferas de átomos que as formam.

  

10) Leia com atenção o texto abaixo e responda a questão proposta.

Quando o físico francês Antoine Henri Becquerel descobriu, em 1896, que o urânio emitia espontaneamente uma radiação que ele denominou “raios urânicos”, seguiu-se uma grande revolução no conhecimento científico. Sua descoberta contribuiu para a hipótese de que o átomo não era o constituinte último da matéria e abriu caminho para a área da física nuclear. O próprio Becquerel identificou que os “raios urânicos” eram constituídos de três partes distintas. Mais tarde, essas partes foram denominadas radiação alfa (núcleo do átomo de hélio), radiação beta (elétrons altamente energéticos) e radiação gama (de natureza eletromagnética). Marie Curie e seu marido Pierre Curie verificaram esse mesmo fenômeno em dois novos elementos, rádio e polônio, por eles descobertos.

Podemos afirmar que o texto:

        (A) trata da descoberta da radioatividade.

        (B) trata da descoberta do efeito fotoelétrico.

        (C) mostra a origem da radiação eletromagnética.

        (D) apresenta a origem do conceito de átomo.

11) Escolha a alternativa na qual é apresentada uma correta associação entre o nome do cientista e a contribuição que deu para a ciência no campo de estudos da radioatividade.

        (A) Becquerel/descoberta da radioatividade natural.

        (B) Marie Curie/descoberta do nêutron.

        (C) Chadwick/descoberta dos raios X.

        (D) Roentgen/descoberta do polônio.

 

12) (Enem-2017) O avanço científico e tecnológico da física nuclear permitiu conhecer, com maiores detalhes, o decaimento radioativo dos núcleos atômicos instáveis, desenvolvendo-se algumas aplicações para a radiação de grande penetração no corpo humano, utilizada, por exemplo, no tratamento do câncer. A aplicação citada no texto se refere a qual tipo de radiação?

        (A) Beta.

        (B) Alfa.

        (C) Gama.

        (D) Raios X.

11) 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 consequência da radioatividade. As possíveis reações nucleares que ocorreram nas explosões de cada bomba são representadas nas equações:

Equação 1: ₉₂U²³⁵ + ₀n¹ → ₅₆Ba¹⁴² + ₃₆Kr⁹¹ + 3 ₀n¹ 

Equação 2: ₉₄Pu²³⁹ + ₀n¹ → ₃₉Y⁹⁷ + ₅₅Cs¹³⁸ + 5 ₀n¹ 

O tipo de reação nuclear descrito nas equações acima é a:

        (A) fissão nuclear.

        (B) fusão nuclear.

        (C) desintegração radioativa.

        (D) radiação gama.

12) Um certo isótopo radioativo apresenta um período de semidesintegração de 5 horas. Partindo de uma massa inicial de 400 g, após quantas horas a mesma ficará reduzida a 6,25 g?

     (A) 5 horas;

     (B) 25 horas;

     (C) 15 horas;

     (D) 30 horas;

     (E) 10 horas.

 

13) Ao estudar a desintegração radioativa de um elemento, obteve-se uma meia-vida de 4h. Se a massa inicial do elemento é 40g, depois de 12h, teremos (em gramas):

     (A) 10;

     (B) 5;

     (C) 8;

     (D) 16;

     (E) 20.

 

14) O acidente do reator nuclear de Chernobyl, em 1986, lançou para a atmosfera grande quantidade de ³⁸Sr⁹⁰ radioativo, cuja meia-vida é de 28 anos. Supondo ser este isótopo a única contaminação radioativa e sabendo que o local poderá ser considerado seguro quando a quantidade de ³⁸Sr⁹⁰ 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) 3000.

 

15) (ENEM-2016) Pesquisadores recuperaram DNA de ossos de mamute (Mammuthus primigenius) encontrados na Sibéria, que tiveram sua idade de cerca de 28 mil anos confirmada pela técnica do CARBONO-14.

_{FAPESP. DNA do mamute é revelado. Disponível em: http://agencia.fapesp.br. Acesso em: 13 ago. 2012(adaptado).}

A técnica de datação apresentada no texto só é possível devido à

        (A) proporção conhecida entre carbono-14 e carbono-12 na atmosfera ao longo dos anos.

        (B) decomposição de todo o carbono-12 presente no organismo após a morte.

        (C) fixação maior do carbono-14 nos tecidos de organismos após a morte.

        (D) emissão de carbono-12 pelos tecidos de organismos após a morte.

        (E) transformação do carbono-12 em carbono-14 ao longo dos anos.

 

16) (ENEM-2015)

“A bomba

reduz neutros e neutrinos,

e abana-se com o leque da reação em cadeia.”

ANDRADE, C. D. Poesia completa e prosa. Rio de Janeiro: Aguilar, 1973 (fragmento).

 

Nesse fragmento de poema, o autor refere-se à bomba atômica de urânio. Essa reação é dita “em cadeia” porque na:

        (A) fissão do ²³⁵U ocorre liberação de grande quantidade de calor, que dá continuidade à reação.

        (B) fissão de ²³⁵U ocorre liberação de energia, que vai desintegrando o isótopo ²³⁸U, enriquecendo-o em mais ²³⁵U.

        (C) fissão do ²³⁵U ocorre uma liberação de nêutrons, que bombardearão outros núcleos.

        (D) fusão do ²³⁵U com ²³⁸U ocorre formação de neutrino, que bombardeará outros núcleos radioativos.

        (E) fusão do ²³⁵U com ²³⁸U ocorre formação de outros elementos radioativos mais pesados, que desencadeiam novos processos de fusão.

 

Comentário:

A reação em cadeia citada no poema acima é uma fissão nuclear. Nesse processo, o átomo de urânio-235 captura um nêutron lento, tornando-se instável. A partir disso, ele sofre uma fissão nuclear, desintegrando-se em átomos de bário, criptônio e outros três nêutrons, responsáveis por desestabilizar outros núcleos de urânio, dando continuidade à reação em cadeia.

A equação que balanceia a reação referida no poema é apresentada a seguir:

 

 

 

Pesquisa Google:

1) O que são píons?

2) O que são múons?

3) O que são quarks?

http://redeglobo.globo.com/globociencia/noticia/2012/02/saiba-o-que-sao-pions-muons-quarks-e-outras-particulas-do-mundo-atomico.html

Aprofunde-se:

Cinco acidentes radioativos recentes que chocaram o mundo e deixaram mortos

 Diversos desastres radioativos já foram registrados na história da humanidade. O mais conhecido deles provavelmente é o acidente nuclear de Chernobyl, que deixou milhares de mortos ao longo dos anos. Contudo, é interessante perceber que até mesmo itens do nosso cotidiano podem ser radioativos. Apesar disso, a radioatividade não é necessariamente algo ruim ou prejudicial, como alguns podem pensar.

Graças a esse fenômeno, que pode ser natural ou artificial, fomos capazes de alcançar diversos feitos. Até o simples fato de revelar uma foto alguns anos atrás só era possível por conta da radioatividade. Hoje, ionizar gazes, produzir a fluorescência e criar imagens raio-X são tarefas possíveis graças à radiação.

Porém, os acidentes nucleares ainda são uma mancha que essa indústria vai carregar para o resto da História, principalmente se considerarmos alguns desastres recentes, que colocam ainda mais dúvidas e medos nas pessoas que não entendem completamente esse assunto. A seguir, você vai conhecer cinco acidentes nucleares modernos que chocaram o mundo e causaram a morte de 20.

 

1. Máquina Therac-25, 1985-1987

O Therac-25 é o nome de uma máquina de radiografia fabricada pela Atomic Energy of Canada (AECL) em 1985. Esse dispositivo "assassino" foi responsável pela morte de três pacientes entre 1985 e 1987. A causa da morte dessas pessoas foi o envenenamento por radiação.

O problema estava na quantidade de radiação emitida em seu funcionamento. Enquanto um paciente deveria receber cerca de 200 rads, a Therac-25 bombardeava as pessoas com o valor absurdo de 15 mil e 20 mil rads. Cinco dessas máquinas foram enviadas para os Estados Unidos, e seis delas permaneceram no Canadá.

 

2. Césio-137, Goiânia, 1987

Um dos casos mais recentes de desastre envolvendo a radiação no Brasil aconteceu em 1987, na cidade de Goiânia, em Goiás. Lá, dois catadores de lixo curiosos foram os responsáveis por desencadear um dos maiores acidentes envolvendo o isótopo Césio-137.

Ao vasculharem as antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia – também conhecido como Santa Casa de Misericórdia –, os dois catadores de lixo encontraram um aparelho de radioterapia abandonado. Ambos tiveram a infeliz ideia de levar o dispositivo para casa, o que acabou resultando no envenenamento e na morte de centenas de pessoas. A situação só foi contornada porque a esposa de um dos catadores levou a cápsula de Césio-137 para a sede da Vigilância Sanitária, que identificou o elemento e conteve o problema.

 

3. Kramatorsk, Ucrânia, 1989

No ano de 1989, em Kramatorsk, na Ucrânia, duas famílias que moravam em um mesmo prédio sentiram na pele o perigo da radiação. Em uma delas, a mãe viu as suas duas crianças morrerem por conta de uma leucemia contraída de forma desconhecida. Na segunda família, o filho mais velho também morreu, enquanto outro ficou gravemente ferido.

O motivo das mortes só foi descoberto depois que essas duas famílias contrataram especialistas para analisar o ocorrido. Eles constataram que uma cápsula de Césio-137 estava armazenada em uma parede de concreto existente entre os dois apartamentos. Esse elemento químico é utilizado em dispositivos de controle de processo radioisótopo.

 

4. Rio de Janeiro, 2011

Em outubro de 2011, uma menina de apenas 7 anos chamada Maria Eduarda estava em tratamento de leucemia no Hospital Venerável da Terceira Ordem de São Francisco da Penitência, no Rio de Janeiro. Ela havia sido diagnosticada com a doença em 2010 e já tinha completado um ciclo de quimioterapia quando os médicos indicaram o tratamento radioterápico.

Ao iniciar as sessões, seus pais ficaram preocupados com o repentino aparecimento de queimaduras na pele de Maria Eduarda. Os médicos disseram que a reação era normal, o que despreocupou os responsáveis pela menina. Porém, os ferimentos na cabeça de Maria Eduarda

pioraram e logo ela começou a apresentar danos cerebrais, como dificuldade para andar e falar.

Foi aí que finalmente diagnosticaram a radiação cutânea na menina. Além das graves queimaduras, a radiação também afetou o seu cérebro, o que ocasionou danos irreversíveis no lobo frontal. Infelizmente, Maria Eduarda não resistiu e faleceu em junho de 2012.

 

5. Tepojaco, México, 2013

O último desastre nuclear da lista envolve o roubo e acidente com um caminhão que transportava uma carga de cobalto-60. Esse elemento era uma fonte de teleterapia radiativa proveniente de um hospital para um centro de armazenamento de resíduos radioativos. O veículo foi roubado em um posto de gasolina em Tepojaco, no México, em dezembro de 2013.

Quando foi localizado, cerca de 2,3 km de onde foi roubado, o caminhão havia sofrido um acidente, o que liberou a carga nuclear que carregava. Preocupadas, as autoridades emitiram um alerta para que qualquer um que tivesse entrado em contado com o material procurasse ajuda, caso contrário morreriam. Os ladrões nunca foram encontrados e provavelmente faleceram por conta da radiação do cobalto-60.

https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/decaimento-radioativo-idade-terra.htm