Questões de Concurso sobre Radioatividade e química nuclear

A atividade de uma amostra radioativa é o número de transformações nucleares por unidade de tempo onde N é o número de átomos radioativos contido na amostra. Mas é bom salientar que uma transformação por segundo não significa a emissão de uma radiação por segundo, pois, numa transformação nuclear podem ser emitidas várias radiações de vários tipos e várias energias.

De acordo com os dados acima, 1 Ci de ⁶⁰Co tem a seguinte quantidade de desintegrações por segundo:

Como em outros processos de absorção de energia, as moléculas que absorvem radiação no infravermelho são excitadas e atingem um estado de energia maior. Entretanto, esse método de análise tem suas restrições e por isso algumas moléculas não absorverão radiação no infravermelho. Entre as opções a seguir, aquela que NÃO absorverá essa radiação será o:

Todo radionuclídeo, ao emitir uma radiação $\beta$ acompanhada de uma radiação y, tem seu número de massa:

Uma amostra de cúrio-242 decaiu de 40 mg para 10 mg em 324 dias.

O tempo de meia-vida, em dias, do cúrio-242 é

O elemento iodo(I) tem função biológica e é acumulado na tireoide. Nos acidentes nucleares de Chernobyl e Fukushima, ocorreu a liberação para a atmosfera do radioisótopo ¹³¹I, responsável por enfermidades nas pessoas que foram expostas a ele. O decaimento de uma massa de 12 microgramas do isótopo ¹³¹I foi monitorado por 14 dias, conforme o quadro.

Após o período de 40 dias, a massa residual desse isótopo é mais próxima de

Na natureza existem vários “tipos” de urânio, chamados isótopos, cujos átomos diferem, apenas, pelo número de partículas existentes no núcleo. Os vários isótopos usualmente são identificados pela soma do número de partículas existentes em seu núcleo. Assim, o urânio mais comum na natureza é o urânio-238, com aproximadamente 99% de ocorrência. Em menor quantidade, encontra-se o urânio-235. Esses elementos, ao emitirem suas partículas nucleares, transformam-se em outros elementos químicos. No caso do urânio, o produto final é o chumbo.

Considere as seguintes transformações desses átomos, representadas a seguir de forma simplificada:

Com relação aos isótopos apresentados, o número de partículas nucleares denominadas

Muitos métodos de análise baseiam-se na interação da radiação com a matéria. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo.

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(_) A absortividade molar independe do comprimento de onda escolhido.

(_) A concentração de um soluto pode afetar o valor da absortividade molar.

(_) Ao incidir em uma amostra radiação na faixa do infravermelho, os elétrons são excitados a um nível energético superior.

(_) A ressonância magnética nuclear é utilizada para estudar uma grande variedade de núcleos que possuem determinados estados de spin, como, por exemplo, ¹H, ¹³C, ¹⁵N, ¹⁹F e ³¹P.

-

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é

O cobalto-60 (⁶⁰Co) é utilizado em tratamentos radioterápicos por conta de seu custo em relação a outros radioisótopos.

O ⁶⁰Co é isótono do nuclídeo

Dado:

Número atômico do Mn = 25

Número atômico do Fe = 26

Número atômico do Co = 27

Número atômico do Ni = 28

Número atômico do Cu = 29

O radioisótopo ²⁰⁹Bi decai com a emissão de uma partícula nuclear e formação de ²⁰⁵Tl.

A partícula nuclear emitida nesse decaimento corresponde a

Um determinado radioisótopo possui constante de decaimento radioativo igual a k = 0,20 dia^-1 .

Considerando-se uma massa inicial de 3,0 g desse radioisótopo, o seu tempo de meia vida e a massa restante após um período de 5 dias são, respectivamente,

Dado:

ln2 = 0,692

e^-1 = 0,368

O processo de interação em que há desaceleração dos elétrons incidentes devido à interação Coulombiana com o núcleo concorre para:

A figura abaixo apresenta os coeficientes de atenuação mássicos do chumbo em função das energias dos fótons.

Energia (MeV)

(Fonte: G.F. Knol, Radiation Detection and Measurement (John Wiley & Sons, Hoboken, 2011 ), 4ª ed .)

As curvas em (A), (8), (C) e (D) referem-se às seguintes interações respectivamente:

Na relação entre Kerma (K) e Dose Absorvida (D) algumas condições têm que ser estabelecidas para que o kerma de colisão, Kc, seja igual à dose absorvida, D. Uma dessas condições vem a ser:

Existem radiações que não alcançam o potencial de ionização das biomoléculas. Essas radiações são, respectivamente:

No acidente de Chernobyl, 134 militares foram hospitalizados por terem recebido altas taxas de doses de radiação, dos quais 28 bombeiros morreram em alguns dias.

O fenômeno que causa danos à saúde do indivíduo em um prazo de 24 horas ou alguns dias após altas taxas de exposição de radiação ionizante é classificado como:

A figura a seguir representa o modelo conservativo em termos de proteção radiológica. Seria a correlação linear entre dose e efeito, mesmo para baixos valores de dose.

(Radioproteção e Dosimetria - Fundamentos, 2014; IRD/CNEN)

A parte que identifica as exposições em tratamento médico, em instalações nucleares, está representada na:

Nas diversas práticas que envolvem fontes de radiação ionizante, o chumbo é utilizado como proteção radiológica dos profissionais. Sabendo-se que o coeficiente de atenuação linear do chumbo é dado por µ_pb = 0,6 cm^-1 , a espessura de uma placa protetora desse material, em cm, capaz de atenuar em 1/100 a intensidade de um feixe de raios gama é de:

A química nuclear é fundamental para o desenvolvimento da energia nuclear. A química proporciona as técnicas de preparação e recirculação dos combustíveis nucleares e de remoção de resíduos radioativos perigosos. A química nuclear é utilizada na medicina para o tratamento de câncer e para a produção de imagens dos órgãos internos de corpos vivos. Ela é usada na química para a investigação dos mecanismos das reações e na arqueologia para a datação de objetos antigos. A química nuclear é também usada nas estratégias militares de alguns países. Além disso, esse material traz subsídios para o complexo debate político, ambiental e econômico sobre o uso da energia nuclear. Sobre a química nuclear, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) Os núcleos que têm números ímpares de prótons e de nêutrons são os mais estáveis.

( ) O nuclídeo produzido pelo decaimento α do polônio-211 é ₈₂Pb²⁰⁷.

( ) A fusão de núcleos pesados e a fissão de núcleos leves são processos exotérmicos.

( ) A perda de massa de um nuclídeo torna possível calcular sua energia de coesão nuclear.

A sequência está correta em

Um acordo nuclear assinado em 2015 entre os países da China, Estados Unidos, França, Reino Unido, Rússia, Alemanha e Irã foi violado em 2021 pelo último país, que começou a produzir urânio metálico com a justificativa de que seria usado como combustível para um de seus reatores.

Um dos processos que pode ser usado para obter urânio metálico, seria através de uma reação envolvendo a redução do tetrafluoreto de urânio pelo cálcio metálico produzindo o metal em questão e fluoreto de cálcio. A quantidade de calor, em kcal, envolvida na produção de 1 kg de urânio dever ser aproximadamente igual a:

(Dados: Entalpias de formação do UF₄ (g) e do CaF₂ (s) são respectivamente iguais a - 453,5 Kcal/mol e - 292 kcal/mol; U= 238 g/mol, Ca= 40 g/mol, F= 19 g/mol)

No ano de 2016 um novo sítio arqueológico foi descoberto no Brasil, na zona rural de São Manuel (SP), e pode representar um importante dado sobre a chegada dos humanos à América. Para estimar a idade dos objetos encontrados, amostras de carvão que estavam junto ao material foram enviadas para análise em laboratório nos EUA, que procedeu a datação por radiocarbono. Esse radioisótopo possui tempo de meia-vida de 5730 anos e, em uma fonte de material recente, apresenta 18,2x10³ desintegrações em um período de 20 horas.

Considerando que a análise do material brasileiro enviado tenha apresentado 5,2x10³ desintegrações para o mesmo período de tempo, é possível estimar que a idade da amostra analisada, em anos, é, aproximadamente, igual a

(Dado: log 3,5 = 0,54; log 2 = 0,30)