Questões de Concurso sobre Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos

A radioterapia é um método capaz de destruir células tumorais por meio da aplicação de radiação ionizante oriunda de um radioisótopo, como o Co⁶⁰ , cujo tempo de meia-vida é de 5,3 anos.

Se um equipamento de radioterapia hospitalar contiver 1 kg de Co⁶⁰, quanto tempo levará para ter sua massa radioativa reduzida a 12,5% do seu valor inicial?

Marie Curie (1867-1934) realizou diversos estudos envolvendo radiação. Em um de seus estudos, concluiu que átomos de rádio eram fonte de radiação. Considere a seguinte equação nuclear do decaimento alfa ($a$) de um núcleo do elemento rádio-226 e assinale a alternativa INCORRETA.

(_88^226)Ra$\to$ (_86^222)Rn+ (_2^4)$a$

Considere as seguintes proposições:

I. Massa critica representa a massa mínima de um nuclídeo fissil em um determinado volume necessária para manter uma reação em cadeia.

II. Reações nucleares em cadeia referem-se a processos nos quais elétrons liberados na fissão produzem nova fissão em, no mínimo, um outro núcleo.

III. Os núcleos de ²²⁶Ra podem sofrer decaimentos radioativos consecutivos até atingirem a massa de 206 (chumbo), adquirindo estabilidade.

Das proposições acima, está(ão) CORRETA(S)

"A medida que ocorre a emissão de partículas do núcleo de um elemento radioativo, ele está se desintegrando. A velocidade de desintegrações por unidade de tempo é denominada velocidade de desintegração radioativa, que é proporcional ao número de núcleos radioativos. O tempo decorrido para que o número de núcleos radioativos se reduza à metade é denominado meia-vida."

USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 12a ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009. (Volume 2: Físico-Química).

Utilizado em exames de tomografia, o radioisótopo flúor-18 (¹⁸F) possui meia-vida de uma hora e trinta minutos (1 h 30 min). Considerando-se uma massa inicial de 20 g desse radioisótopo, o tempo decorrido para que essa massa de radioisótopo flúor-18 fique reduzida a 1,25 g é de

Dados: log 16 = 1,20; log 2 = 0,30

Um determinado químico observou que uma amostra radioativa de F¹⁸ sofre desintegração de 90% em 366 minutos. Baseado nessa constatação, a meia-vida, em minutos, do elemento radioativo é, de aproximadamente:

Muitos radioisótopos decaem basicamente de maneira completa em questão de segundos ou menos, de forma que não os encontramos na natureza. O urânio-238, por outro lado, decai muito lentamente; por isso, apesar de sua instabilidade, ainda podemos observá-lo na natureza. Uma importante característica de um radioisótopo é sua velocidade de decaimento. Sobre cinética da desintegração nuclear, analise as afirmativas a seguir.

(Considere: ln 4,5x10^–5 = –10,00 ln 0,77 = –0,26 e ^–11,53 = 9,8 x10^–6 .)

I. Uma rocha contém 0,257 mg de chumbo-206 para cada miligrama de urânio-238. A meia vida para o decaimento de urânio-238 a chumbo-206 é 4,5 x 10⁹ anos. A idade da rocha é 1,7 x 10⁹ ano.

II. A constante de velocidade da desintegração α do ₈₆Rn²²² é 0,18 dia^–1 . A quantidade que será reduzida a massa de 4,5 x 10^–5 g desse nuclídeo, depois de um período de 8,5 dias é 9,8 x 10–6 g.

III. À medida que uma amostra radioativa decai, a quantidade de radiação que emana da amostra também decai. A meia-vida do cobalto-60 é 5,26 anos. A amostra de 4,0 mCi de cobalto-60 teria, após 5,26 anos, uma atividade de radiação de 3,7 x 10¹⁰ Bq.

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

Um aparelho utilizado na irradiação de alimentos emprega uma fonte que contém, inicialmente, 200 gramas de Cobalto-60. Admitindo que o tempo de meia-vida do Cobalto-60 seja de cinco anos, calcule a massa presente nesse isótopo, após quinze anos de utilização do aparelho.

Uma das etapas de enriquecimento do urânio consiste na separação do hexafluoreto de urânio, contendo U-235 do U-238, analise o esquema representado a seguir:

I. Ocorre redução da pressão do sistema naturalmente, pois na linha de entrada da mistura de gases, ocorre uma expansão na chegada a câmara de difusão em membrana.

II. A introdução de um sistema de vácuo na linha do U -235 enriquecido favorece a maior velocidade da separação dos componentes do sistema.

III. A difusão do composto contendo U-238 pela membrana é mais intensa, por isso é necessário reduzir a pressão do sistema garantindo assim a maior passagem pela membrana do composto contendo U – 235.

São verdadeiras as afirmações contidas na alternativa:

A radioatividade foi descoberta no século XIX. Até esse momento predominava a ideia de que os átomos eram as menores partículas da matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas constataram a existência de partículas ainda menores que o átomo, tais como: próton, nêutron, elétron. Analise as afirmativas seguintes, relacionadas a radioatividade, e marque a alternativa CORRETA.

I. A radioatividade natural ou espontânea é a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza.

II. A radioatividade artificial ou induzida é aquela produzida por transformações nucleares artificiais.

III. A radioatividade geralmente provém de isótopos como urânio-235, césio-137, cobalto-60, tório232, que são fisicamente estáveis e radioativos, possuindo uma constante e rápida desintegração.

“A Olimpíada deve ser disputada sem o fantasma da fraude química, dentro do princípio de que, tanto quanto é importante competir, vencer é prova de competência”. (Jornal “O Globo”, 28/05/2016)

Considere que um atleta tenha consumido 64 mg de um anabolizante e que, após 4 dias, o exame antidoping tenha detectado apenas 0,25 mg deste composto. Assumindo que a degradação do anabolizante no organismo segue uma cinética de 1ª ordem, assinale a alternativa que apresenta o tempo de meia-vida da substância no organismo do atleta.

É mais fácil para um nêutron se aproximar de um núcleo alvo do que um próton. Como o nêutron não tem carga, ele não é repelido pela carga do núcleo e não é necessário acelerá-lo a velocidades muito altas. Um exemplo de transmutação induzida por nêutron é a formação do cobalto-60, que é utilizado no tratamento do câncer, a partir do isótopo de ferro-58. Na primeira etapa ocorre a produção do ferro-59. Na segunda etapa ocorre o decaimento beta(ß) do ferro-59. Na terceira e última etapa ocorre a produção do cobalto-60.

(Atkins, P.; Jones, L. Princípio da Química, 3ª Ed. Porto Alegre: Bookman. 2006)

A reação total que representa o processo descrito no texto é

A irradiação de alimentos e medicamentos tornou-se prática importante para ampliar a durabilidade destas substâncias. Expostas às radiações beta e gama, as substâncias que passam por este processo apresentam, além da esterilização, manutenção da sua aparência física e qualidades de sabor.

Analise as proposições a seguir:

I. Um alimento irradiado pode contaminar os demais em um centro de distribuição, com isso há necessidade de embalagens adequadas para evitar contaminações por contato.

II. Os bombardeadores de césio e cobalto são fontes emissoras das radiações beta e gama, ao irradiar uma amostra alimentícia ou medicinal, o material torna-se radioativo por um certo tempo, necessitando de repouso até que transcorra algumas meia-vidas antes de seguir para o centro de distribuição.

III. Apesar de alimentos irradiados serem comuns, não existe uma “dose de pasteurização” definida para cada um deles, pois são tratados de forma empírica um a um.

Assinale a alternativa que contenha apenas proposições verdadeiras:

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 de 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

O tecnécio é um dos elementos mais utilizados em medicina nuclear e seu isótopo ^99mTc, um gama emissor, é utilizado em exames de imagens. Uma solução contendo ^99mTc é ingerida ou injetada no paciente e através da radiação gama emitida, os médicos podem obter imagens de órgãos como coração, fígado e pulmões.

Doze horas após a aplicação da solução de ^99mTc, foi detectado em um paciente 1/4 da atividade inicial desse isótopo. Após 24horas de aplicação, a porcentagem que restará no paciente será de

Supondo que ocorra uma transformação radioativa natural em dois estágios de um nuclídeo pai $\begin{array}{c}A\\ Z\end{array}X$ para um nuclídeo filho $\begin{array}{c}A-4\\ Z-1\end{array}Y$ , assinale a alternativa que apresenta os decaimentos que possivelmente ocorreram nos dois estágios para essa transformação.

Dado um núcleo atômico qualquer, é correto afirmar que a energia de ligação nuclear é a

A velocidade de desintegração radioativa de um radioisótopo é de primeira ordem em relação ao número de núcleos radioativos. Uma amostra contendo 5 g do ²²²Rn sofreu desintegração radioativa durante 6,6 dias e teve sua massa reduzida para 1,5 g. Calcule o tempo de meia?vida, aproximadamente, em dias, desse radioisótopo.

(Dado: ln 0,30 = –1,2.)

Becquerel, o descobridor do urânio, observou em seus experimentos que diversos materiais emitiam raios com propriedades semelhantes às dos raios x, e essa propriedade ele denominou radioatividade. O estudo das partículas e radiações foi feito por Rutherford, que observou que elas apresentavam diferentes penetrações. Dessa forma, dentre as partículas e radiações, qual apresenta maior capacidade de penetração?

Se um nuclídeo isótopo de hidrogênio H-3 sofre de modo espontâneo um decaimento − β (beta menos), é correto afirmar que o núcleo se transformará em um(a)