GE200907SF(mn)/ CN(n)

EXERCÍCIO

Frente: 03 Aula: 27

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PROFº: JAIRO CUNHA

FISSÃO E FUSÃO NUCLEAR A fissão nuclear e a fusão nuclear são reações extremamente exotérmicas: a fissão consiste na quebra de núcleos atômicos transformando-se em núcleos mais leves; a fusão consiste na união de núcleos atômicos produzindo núcleos mais pesados.

92U235 + 0n1 ⎯→⎯ 56Ba139 + 36Kr95 + 2 0n1 Note que a reação apresentada, uma das que ocorre a explosão da bomba atômica, um nêutron usado como projétil produz dois nêutrons; estes podem colidir com dois núcleos de 92U235 produzindo quatro nêutrons e assim sucessivamente, estebelecendo-se uma reação em cadeia.

As bombas atômicas necessitam ser lançadas de grandes altitudes, a de Hiroshima e Nagasaki, no final da Segunda Guerra Mundial, foram lançadas pelo avião Enola gay Exemplo de fusão nuclear (bomba de hidrogênio)

1H1 + 1H3 ⎯→⎯ 2He4 A fusão nuclear requer temperaturas elevadíssimas para a sua efetivação, por esse motivo, para se explodir uma bomba H, a “espoleta” utilizada (para iniciar a reação acima) é uma bomba atômica.

EXERCÍCIOS 01. (UNIRIO) " Na usina coreana de Wolsung, cerca de 50 litros de água pesada vazaram (...), e poderão ser recuperados sem maiores danos logo após o incidente."

"JB", 06/10/99) A água pesada (H2O) é constituída por deutério e

oxigênio, e é um subproduto das usinas nucleares, sendo obtida através do bombardeamento do núcleo de hidrogênio.

1H1 + X ⎯→⎯ 1H2

De acordo com a reação acima, X é um(a): a) Elétron. b) Nêutron. c) Partícula α . d) Partícula β . e) Partícula γ .

02. (UNEB-BA) -Na alta atmosfera da Terra, alguns nêutrons, resultantes da desintegração de núcleos atômicos por raios cósmicos, produzem carbono radioativo. Assim, para completar a reação nuclear 0n1 + 7N14 ⎯→⎯ C14 +...., é necessário acrescentar: a) Um átomo isótopo do carbono. b) Um átomo isóbaro do nitrogênio. c) Um núcleo do átomo de hélio. d) Uma partícula com número de massa igual a dois. e) Um átomo isótopo do 1H3. 03. (UES-RJ) A equação nuclear abaixo é representativa de um processo de fissão nuclear.

92U235 + n ⎯→⎯ 36Kr98 + 56Ba144 + 3X Na equação, X representa: a) Partícula alfa. b) Partícula beta. c) Próton. d) Elétron. e) Nêutron. 04. São 110 os elementos oficialmente reconhecidos pela IUPAC (dezembro de 2004), tendo, cada um deles, um nome e um símbolo. Já foram obtidos elementos com número atômicos maiores que 110, mas não são ainda reconhecidos pela entidade química oficial. Por exemplo, em 1999 no Berkleley National Laboratory/Califórnia-EUA foi descoberto o elemento de número atómico 118 (nome provisório: un-un-octium), através da reação nuclear:

82Pb208 + 36Kr86 ⎯→⎯ 118Uu0293 + 0n1

Posteriormente verificou-se que esse isótopo é um emissor α , o que permitiu a descoberta do elemento de um número atômico 116 (nome provisório: un-un-hexium)

118Uuo293 ⎯→⎯ 116Uuh289 + 2α 4 a) Em 1999 foi descoberto no Institute for Nuclear Research/Dubna-Russia a elemento de número atômico 114 (nome provisório: un-un-quadium), pela reação entre 94Pu244 e 20Ca48. Equacione essa reação, sabendo que nela são formados três nêutrons. b) O 118Uuo293 por sucessivas emissões a transformam-se num dos isótopos do seabórgio (número atômico = 106). Equacione essa transformação.

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05. (PUC-RIO) Para a reação nuclear a seguir:

7N14 + X ⎯→⎯ 6C14 + 1H1

Assinale a alternativa que representa X. a) Partícula α . b) Partícula β . c) Pósitron. d) Nêutron. e) Átomo de He. 06. (UNAMA-MA) O Brasil possui uma usina nuclear em funcionamento, Angra l, no Estado do Rio de Janeiro. Nas usinas nucleares, as reações de fissão são controladas para que a energia térmica liberada possa ser utilizada na geração de energia elétrica. No reator nuclear são usadas barras de combustível físsil que podem ser de 92U235 ou 94Pu239. Diz-se que um material é físsil quando, por meio de uma reação em cadeia, origina: a) Dois ou mais núcleos atômicos menores. b) Um único núcleo atômico menor. c) Dois ou mais núcleos atômicos maiores. d) Um único núcleo atômico maior. 07. (USFC) A fissão nuclear do urânio (U-235) ocorre após bombaderamento do mesmo, por nêutrons, segundo a reação em cadeia:

92U235 + 0n1 ⎯→⎯ xBa140 + 36Ky + 2 0n1 É CORRETO afirmar, então, que: 01) O valor de y, que torna a equação verdadeira, é 94. 02) A formação de duas partículas n assegura a propagação da reação em cadeia. 04) Um dos produtos formado possui número atômico superior ao do urânio. 08) n é uma partícula atômica. 16) O valor de x, que torna a equação verdadeira, é 58. 08. (INATEL) Os grandes reatores atômicos, atualmente em uso, liberam energia de decorrência de: a) Fissão nuclear. b) Fusão nuclear. c) Radioatividade natural. d) Reações químicas do urânio 235. e) NRA. 09. O trítio (1H3), um isótopo radioativo do hidrogênio, tem uma meia-vida de 12,3 anos.

1H3 ⎯→⎯ -1 β 0 + 2He3

Iniciando-se com 1,5 gramas desse isótopo, quantos miligramas permanecem após 49,2 anos?

10. (UEMA) Em uma pesquisa da UEMA, detectou-se, em uma certa amostra de solo, exatamente 75 g de um material radioativo. Após certo tempo, observou-se que essa massa se reduziu a 15 g. Sabendo que a meia-vida do isótopo radioativo do material pesquisado é de 3 horas, determine o tempo transcorrido na redução da massa radioativa. (Dados: log 2 = 0,3; log 5 = 0,7) 11. (UNICAMP-SP) O homem, na tentativa de melhor compreender os mistérios da vida, sempre lançou mão de seus conhecimentos científicos e/ou religiosos. A datação por carbono quatorze é um belo exemplo da preocupação do homem em atribuir idade aos objetos e datar os acontecimentos. Em 1946 a Química forneceu as bases científicas para a datação de artefatos arqueológicos, usando o 14C. Esse isótopo é produzido na atmosfera pela ação da radiação cósmica sobre o nitrogênio, sendo posteriormente transformado em dióxido de carbono. Os vegetais absorvem o dióxido de carbono e, através da cadeia alimentar, a proporção de 14C nos organismos vivos mantém-se constante. Quando o organismo morre, a proporção de 14C nele presente diminui, já que, em função do tempo, se transforma novamente em 14N. Sabe-se que, a cada período de 5.730 anos, a quantidade de 14C reduz-se à metade. a) Qual o nome do processo natural pelo qual os vegetais incorporam o carbono? b) Poderia um artefato de madeira, cujo teor determinado de 14C corresponde a 25% daquele presente nos organismos vivos, ser oriundo de uma árvore cortada no período do Antigo Egito (3.200 a.C. a 2.300 a.C.)? Justifique. c) Se o 14C e o 14N são elementos diferentes que possuem o mesmo número de massa, aponte uma característica que os distingue. 12. (UFRJ) O tecnécio meta-estável é utilizado como reagente de diagnóstico radiológico, pois emite exclusivamente radiação gama. Além disso, o tecnécio pode ser utilizado na forma do íon pertecnetato (TcO4

-), que se comporta no corpo de forma semelhante aos íons cloreto e iodeto, e é facilmente eliminado pelos rins. a) Um laboratório de análises preparou 2 gramas de tecnécio meta-estável às 18 h de segunda-feira para realizar um exame marcado para as 12 h do dia seguinte. Sabendo que a meia-vida deste radioisótopo é de 6 horas, calcule a quantidade de tecnécio metaestável que estará disponível no horário do exame. b) O tecnécio metálico, por sua vez, pode ser obtido pela redução do Tc2S7 com hidrogénio a 1.100 °C. Escreva a equação desta reação.