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Exercícios sobre fissão nuclear

Estes exercícios sobre fissão nuclear abordam as características e a identificação desse fenômeno por meio de equações.

Questão 1

(ENEM) 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.

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Questão 2

O processo de fissão nuclear é bastante utilizado na produção de energia elétrica em alguns países por produzir uma excelente quantidade de energia térmica. Porém, um grande malefício promovido pela fissão nuclear é a produção de lixo radioativo, que deve ser armazenado em local apropriado. Esse lixo geralmente é composto por elementos químicos formados durante o processo de fissão. Assim, qual dos processos abaixo representa um processo de produção de lixo radioativo, ou seja, uma fissão nuclear?

a) 7N14 + 1H16C12 + 2He4

b) 1H2 + 1H32He4 + 0n1

c) 6C14-1β0 + 7N14

d) 92U2352α4 + 90Th231

e) 92U235 + 0n138Sr95 + 54Xe139 + 20n1

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Questão 3

(UFPE) O programa nuclear do Irã tem chamado a atenção internacional em função das possíveis aplicações militares decorrentes do enriquecimento de urânio. Na natureza, o urânio ocorre em duas formas isotópicas, o U-235 e o U-238, cujas abundâncias são, respectivamente, 0,7% e 99,3%. O U-238 é radioativo, com tempo de meia-vida de 4,5 x 109 anos, independentemente do tipo de aplicação desejada. Sobre o uso do urânio, considere a equação abaixo e analise as afirmativas a seguir.

92U235 + 0n156Ba140 + xKry + 30n1

1. O U-238 possui três prótons a mais que o U-235.

2. Os três nêutrons liberados podem iniciar um processo de reação em cadeia.

3. O criptônio formado tem número atômico igual a 36 e número de massa igual a 96.

4. A equação acima representa a fissão nuclear do urânio.

5. Em virtude do tempo de meia-vida extremamente longo, o U-238 não pode, de forma alguma, ser descartado no meio ambiente.

Estão corretas apenas:

a) 1, 2 e 5

b) 2, 3, 4 e 5

c) 1, 3 e 4

d) 2, 4 e 5

e) 3, 4 e 5

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Questão 4

Alguns exemplos de materiais que podem ser utilizados nos reatores de fissão nuclear, por serem físseis, são:

U235 e Pu294

De acordo com o exposto, podemos afirmar que um material físsil é aquele que é capaz de originar:

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.

e) nda.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra c). Durante uma reação de fissão nuclear, a divisão de um núcleo a partir de um nêutron produz novos elementos e novos nêutrons. Esses novos nêutrons formados são capazes de bombardear outros núcleos e assim sucessivamente.

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Resposta Questão 2

Letra e). A equação que representa um processo de fissão deve apresentar, no reagente, o nêutron bombardeando um átomo e, no produto, pelo menos dois átomos diferentes ao lado dos nêutrons.

As outras alternativas estão incorretas porque:

a- Representa uma reação de transmutação artificial, em que o núcleo de um átomo é bombardeado por uma partícula qualquer, formando um novo elemento ao lado de outro elemento ou partícula.

b- Representa uma reação de fusão nuclear por apresentar dois átomos de Hidrogênio no reagente.

c- Reação de transmutação (transformação em um novo elemento químico) natural de um elemento ao emitir radiação beta.

d- Reação de transmutação natural de um elemento ao emitir radiação alfa.

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Resposta Questão 3

Letra d). Apenas as alternativas 2, 4 e 5 estão corretas, pois:

1. Falsa: U-238 e U-235 são dois isótopos do Urânio, ou seja, apresentam o mesmo número atômico (mesmo número de prótons) e diferentes números de massa.

2. Verdadeira: O fenômeno da fissão nuclear depende da presença de nêutrons livres no meio reacional.

3. Falsa: O número atômico e o número de massa do criptônio formado são 36 e 93, respectivamente. Eles são calculados de forma isolada da seguinte forma:

  • Para o número atômico:

Soma dos números atômicos dos reagentes é igual à soma dos números atômicos dos produtos:

92 + 0 = 56 + x + 3.O

92 = 56 + x

x = 92 – 56

x = 36

  • Para o número de massa:

Soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos.

OBS.: Caso tenhamos coeficiente na frente do participante, devemos multiplicar o coeficiente pela massa, como no caso do nêutron (n) no produto, que apresenta coeficiente 3 e massa 1.

235 + 1 = 140 + y + 3.(1)

236 = 140 + y + 3

236 – 140 – 3 = y

y = 93

4. Verdadeiro: É uma equação de fissão por ter um átomo sendo bombardeado por nêutron, resultando em novos núcleos e mais nêutrons.

5. Verdadeiro: O elemento Urânio apresenta uma meia-vida de 4,5 bilhões de anos.

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Resposta Questão 4

Letra a). De acordo com o enunciado e a teoria relacionada com a fissão nuclear, um material físsil é aquele que, ao ser bombardeado por um nêutron, tem o seu núcleo fracionado (dividido) em pelo menos dois novos núcleos (apresentando quantidade de prótons inferior ao núcleo que foi dividido).

92U235 + 0n138Sr95 + 54Xe139 + 20n1

Analisando a equação acima, podemos observar que o átomo de Urânio (Número atômico 92), ao ser bombardeado por nêutron (n), tem seu núcleo dividido em dois átomos menores: 38Sr e 54Xe. Essa divisão é comprovada quando somamos o número atômico desses novos átomos, o que resulta no número atômico do Urânio.

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