Radioatividade, fissão e fusão nuclear

Física, 3ª série: Radioatividade, fissão e fusão nuclear

1. Uma fonte emite radiações alfa, beta e gama. Para bloquear cada uma delas, verificou-se que uma folha de papel basta para uma, uma placa fina de alumínio é necessária para outra, e uma espessa camada de chumbo ou concreto é necessária para a terceira. As radiações bloqueadas pelo papel, pelo alumínio e pelo chumbo são, respectivamente,

   1. agama, beta e alfa
   2. bbeta, alfa e gama
   3. calfa, gama e beta
   4. dalfa, beta e gama
   5. egama, alfa e beta

2. O urânio-238 (Z = 92) decai emitindo uma partícula alfa. O núcleo formado tem número de massa e número atômico iguais a

   1. a234 e 92
   2. b234 e 90
   3. c238 e 90
   4. d236 e 91
   5. e242 e 94

3. Uma amostra contém 80 g de um isótopo radioativo de meia-vida igual a 5 anos. Após 15 anos, a massa desse isótopo que ainda resta na amostra é de

   1. a0 g
   2. b10 g
   3. c20 g
   4. d40 g
   5. e26,7 g

4. Em um sítio arqueológico, um pedaço de carvão de uma fogueira antiga apresenta 25% da quantidade de carbono-14 encontrada em material vegetal atual. A meia-vida do carbono-14 é de cerca de 5 730 anos. A idade estimada do carvão é de aproximadamente

   1. a5 700 anos
   2. b4 300 anos
   3. c17 200 anos
   4. d22 900 anos
   5. e11 500 anos

5. Um núcleo de certo isótopo radioativo tem meia-vida de 10 minutos. Sobre esse núcleo isolado, é correto afirmar que

   1. aele certamente decairá exatamente após 10 minutos
   2. bsó é possível prever a probabilidade de ele decair em certo intervalo
   3. cele decairá pela metade após 10 minutos, restando meio núcleo
   4. dele nunca vai decair, pois a meia-vida só vale para amostras grandes
   5. eele decairá após 20 minutos, pois são necessárias duas meias-vidas

6. Nos reatores de usinas nucleares, como as de Angra dos Reis (RJ), a energia é obtida pela fissão do urânio-235. Nesse processo,

   1. ao núcleo absorve um nêutron e se divide, liberando energia e nêutrons
   2. bnúcleos leves de hidrogênio se unem formando hélio, como no Sol
   3. co urânio é queimado com oxigênio, produzindo gás carbônico
   4. delétrons são arrancados do urânio pela luz, gerando corrente elétrica
   5. eo urânio se transforma em ouro, liberando energia química

7. Pela equação de Einstein, E = m · c², uma pequena massa pode ser convertida em uma grande quantidade de energia. Considerando c = 3,0 · 10⁸ m/s, a energia equivalente a 1,0 g de massa é

   1. a9,0 · 10¹⁶ J
   2. b3,0 · 10⁵ J
   3. c9,0 · 10¹³ J
   4. d9,0 · 10¹⁰ J
   5. e3,0 · 10⁸ J

8. Os átomos de carbono, oxigênio e cálcio que formam o corpo humano não existiam logo após o Big Bang, quando o Universo continha basicamente hidrogênio e hélio. Esses elementos se formaram

   1. apor reações químicas na atmosfera primitiva da Terra
   2. bpela fissão de núcleos de hidrogênio dentro da Terra
   3. cpela ação da radiação solar sobre as rochas terrestres
   4. dpela queima de hidrogênio com oxigênio, como em uma chama
   5. epor fusão nuclear no interior de estrelas, sendo espalhados no espaço ao fim da vida delas

9. Em um debate sobre a ampliação do uso de energia nuclear para gerar eletricidade, o argumento que apresenta de forma equilibrada benefícios e riscos dessa tecnologia é:

   1. aEla não tem nenhum risco, pois os reatores modernos jamais apresentam falhas.
   2. bEla emite pouco CO₂ ao operar, mas exige gestão de rejeitos e de riscos.
   3. cEla deve ser proibida, pois toda radiação é igualmente letal em qualquer dose.
   4. dEla é renovável e inesgotável, como a energia solar.
   5. eEla polui o ar com fumaça, assim como as termelétricas a carvão.

10. Em hospitais e na indústria de alimentos, a radiação gama é usada para esterilizar instrumentos cirúrgicos e para conservar alimentos. Sobre os alimentos irradiados, é correto afirmar que

    1. anão se tornam radioativos, pois não incorporam material radioativo
    2. btornam-se radioativos e devem ser consumidos com cuidado e em pequenas quantidades
    3. cperdem toda a sua massa, convertida em energia
    4. dficam contaminados por césio e não devem ser consumidos
    5. epassam a emitir radiação alfa por vários anos

11. Em setembro de 1987, em Goiânia, uma cápsula com cloreto de césio-137, retirada de um aparelho de radioterapia abandonado, foi aberta. O pó, que brilhava no escuro, foi distribuído entre várias pessoas, provocando mortes e a contaminação de centenas de pessoas e de diversos locais.
    a) Diferencie irradiação de contaminação radioativa, usando o caso de Goiânia como exemplo.
    b) A meia-vida do césio-137 é de cerca de 30 anos. Que fração da quantidade inicial de césio-137 ainda existiria em um rejeito após 90 anos?
    c) Proponha duas medidas que poderiam ter evitado o acidente.

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