FUVEST 2011
A seguinte declaração foi divulgada no jornal eletrônico FOLHA.com – mundo em 29/05/2010: “A vontade do Irã de enriquecer urânio a 20% em seu território nunca esteve sobre a mesa de negociações do acordo assinado por Brasil e Turquia com Teerã, afirmou nesta sexta-feira o ministro das Relações Exteriores brasileiro Celso Amorim”. Enriquecer urânio a 20%, como mencionado nessa notícia, significa
NOTE E ADOTE
As porcentagens aproximadas dos isótopos 238U e 235U existentes em uma amostra de urânio natural são, respectivamente, 99,3% e 0,7%.
aumentar, em 20%, as reservas conhecidas de urânio de um território.
aumentar, para 20%, a quantidade de átomos de urânio contidos em uma amostra de minério.
aumentar, para 20%, a quantidade de 238U presente em uma amostra de urânio.
aumentar, para 20%, a quantidade de 235U presente em uma amostra de urânio.
diminuir, para 20%, a quantidade de 238U presente em uma amostra de urânio.
Resolução
A questão aborda o significado de "enriquecer urânio a 20%". Para resolvê-la, precisamos entender o que é o urânio natural e qual componente é alterado durante o processo de enriquecimento.
O "NOTE E ADOTE" informa que o urânio natural é composto aproximadamente por 99,3% do isótopo 238U e 0,7% do isótopo 235U.
O processo de enriquecimento de urânio visa aumentar a proporção do isótopo 235U. Este isótopo é físsil, ou seja, pode sofrer fissão nuclear, liberando energia. Essa é a base para o funcionamento de reatores nucleares para geração de eletricidade e também para a construção de armas nucleares. O isótopo 238U, embora seja o mais abundante, não é diretamente físsil da mesma maneira que o 235U (ele pode ser convertido em plutônio-239, que é físsil, mas o enriquecimento foca no 235U).
Portanto, "enriquecer urânio a 20%" significa que, após o processo, a amostra de urânio conterá 20% de átomos do isótopo 235U em relação ao total de átomos de urânio na amostra. O restante será predominantemente 238U (aproximadamente 80%, desconsiderando outros isótopos minoritários).
Analisando as opções:
- A) aumentar, em 20%, as reservas conhecidas de urânio de um território. Incorreta. Enriquecimento não se refere à quantidade total de urânio em um território, mas à composição isotópica de uma amostra específica.
- B) aumentar, para 20%, a quantidade de átomos de urânio contidos em uma amostra de minério. Incorreta. Isso se refere à concentração do elemento urânio no minério (por exemplo, teor de uraninita em uma rocha). O enriquecimento é um processo posterior à extração e purificação do urânio, focando na separação isotópica.
- C) aumentar, para 20%, a quantidade de 238U presente em uma amostra de urânio. Incorreta. O 238U já constitui 99,3% do urânio natural. Aumentá-lo para 20% seria, na verdade, uma drástica redução de sua proporção, o que não faz sentido no contexto de enriquecimento para fins energéticos ou bélicos que dependem do 235U. O enriquecimento visa aumentar o 235U, o que consequentemente diminui a proporção de 238U.
- D) aumentar, para 20%, a quantidade de 235U presente em uma amostra de urânio. Correta. O enriquecimento consiste em aumentar a porcentagem do isótopo físsil 235U, que é naturalmente apenas 0,7%, para um nível mais alto, neste caso, 20%.
- E) diminuir, para 20%, a quantidade de 238U presente em uma amostra de urânio. Incorreta. Se a quantidade de 238U fosse diminuída para 20%, isso significaria que o 235U (e outros isótopos) comporiam os 80% restantes. Se o 235U fosse 80%, seria um enriquecimento muito superior a 20%. A frase "enriquecer urânio a 20%" refere-se à concentração final do isótopo de interesse, o 235U. Se 235U é 20%, então 238U será aproximadamente 80%.
Assim, a declaração significa aumentar a proporção do isótopo 235U para 20% na amostra de urânio processada.
Dicas
Erros Comuns
Isótopos: São átomos de um mesmo elemento químico que possuem o mesmo número de prótons (número atômico, Z) mas diferentes números de nêutrons. Isso resulta em diferentes números de massa (A = prótons + nêutrons). Por exemplo, 235U e 238U são isótopos do urânio; ambos têm 92 prótons, mas 235U tem 143 nêutrons (A=235) e 238U tem 146 nêutrons (A=238).
Urânio Natural: Composto principalmente por dois isótopos: 238U (cerca de 99,3%) e 235U (cerca de 0,7%). Contém também traços de 234U.
235U (Urânio-235): É um isótopo físsil, o que significa que seu núcleo pode ser dividido (sofrer fissão) ao absorver um nêutron, liberando uma grande quantidade de energia e mais nêutrons, que podem sustentar uma reação em cadeia. É o principal combustível em reatores nucleares e o material primário para armas nucleares.
Enriquecimento de Urânio: É o processo pelo qual a porcentagem (ou concentração) do isótopo 235U é aumentada acima de seu nível natural (0,7%). Isso é necessário porque a maioria dos reatores nucleares requer urânio com 3% a 5% de 235U (chamado urânio de baixo enriquecimento, LEU). Urânio altamente enriquecido (HEU) tem concentrações de 235U de 20% ou mais, e o urânio para armas (weapons-grade) geralmente tem mais de 85-90% de 235U.
