UniAtenas 2017/1
O nome Chernobyl é sinônimo de traumas e mortes. O pior acidente nuclear de todos os tempos completou 30 anos. A tragédia na usina nuclear de Chernobyl ocorreu em 1986, na Ucrânia, então parte da antiga União Soviética. Na madrugada do dia 25 de abril, o reator número 4 da Estação Nuclear de Chernobyl explodiu, liberando 3 milhões de terabecqueréis para a atmosfera. Sendo que 46.000 terabecqueréis composto de materiais com meia-vida longa plutônio (88 anos), césio (30 anos) e estrôncio (29 anos). Chernobyl foi igual a 500 vezes a explosão sobre Hiroshima.
disponível em: <http://vestibular.uol.com.br/resumo-das-disciplinas/atualidades/ucrania-tragedia-na-usina-nuclear-de-chernobyl-completa-30-anos.htm> acesso 23.jul.16. (adaptado)
Um desastre radioativo que aconteceu em Goiânia, em 1987. Ocorreu após dois catadores de lixo entrarem em contato com uma porção de cloreto de césio, o césio-137. O componente químico ficava dentro de um aparelho de tratamento de câncer, que estava em uma clínica abandonada na capital de Goiás. Foram necessários apenas 16 dias para que o “brilho da morte”, como a substância ficou popularmente conhecida, matasse quatro pessoas e contaminasse centenas. Em duas semanas, a porção de 19 g causou o maior desastre radiológico do mundo. Oficialmente, quatro pessoas morreram devido à exposição à radiação. Mas, de acordo com a Associação de Vítimas do Césio-137, o número de vítimas é bem maior e chega a 80.
Disponível em: <http://mundoestranho.abril.com.br/materia/o-que-foi-o-acidente-com-o-cesio-137> acesso 23.jul.16. (adaptado)
Ao longo da história, vários foram os “acidentes” nucleares causados por material radioativo, no qual alguns desses destacam-se nos textos. A respeito dos acidentes e reações nucleares todas as alternativas estão corretas, EXCETO:
Levando em consideração que a massa de radioisótopo citada no acidente de Goiânia, seja totalmente de césio-137 a massa referente a esse radioisótopo apresentando atividade será de aproximadamente 9,5g em 2017.
O acidente de Fukushima no Japão ocorrido em 2011 é o desastre nuclear mais grave desde a explosão da usina de Chernobyl, na Ucrânia.
Os dois “acidentes” mencionados no primeiro texto referem-se a reação de transmutação denominada fusão nuclear.
A fissão do urânio ocorre por bombardeamento de nêutrons e pode ser representado por (92U 235 + 0n 1 → 56Ba140 + 36Kr94 + 20n 1 + energia)
O Pu-238 decai em U-234 depois de 88 anos, quando ele fica instável e sofre uma emissão de partícula alfa para se estabilizar
Resolução
Solução comentada
Devemos analisar cada alternativa e verificar qual delas contém afirmação incorreta.
Alternativa A
No acidente de Goiânia havia, originalmente (1987), 19 g de césio-137. O Cs-137 tem meia-vida ≈ 30 anos. Em 2017 transcorreram 30 anos, logo:
\[m_{2017}=m_0\,\left(\dfrac12\right)^{t/t_{1/2}}=19\,\text{g}\left(\dfrac12\right)^{30/30}=19\,\text{g}\times\dfrac12\approx9,5\,\text{g}\]
A afirmativa está correta.
Alternativa B
Fukushima (2011) foi classificado nível 7 pela INES, o mesmo nível de Chernobyl, sendo considerado o pior desastre nuclear desde 1986. Correta.
Alternativa C
O texto menciona a explosão do reator 4 de Chernobyl e compara-a à bomba de Hiroshima. Ambas envolvem fissão nuclear do urânio-235, não fusão. Logo a afirmação é falsa.
Alternativa D
Reação típica de fissão do U-235:
\[_{92}^{235}\text{U}+_{0}^{1}\text{n}\;\rightarrow\;_{56}^{140}\text{Ba}+_{36}^{94}\text{Kr}+2\,_{0}^{1}\text{n}+\text{energia}\]
Conserva número de massa (236) e número atômico (92). Correta.
Alternativa E
O Pu-238 (Z = 94) sofre decaimento α (emissão de 4He):
\[_{94}^{238}\text{Pu}\;\xrightarrow{\alpha}\;_{92}^{234}\text{U}+_{2}^{4}\text{He}\]
Sua meia-vida é ≈ 87,7 anos (≈ 88 anos). Correta.
Alternativa incorreta: C
Dicas
Erros Comuns
- Fissão nuclear: núcleo pesado (U-235, Pu-239) absorve nêutron, divide-se em núcleos menores, libera nêutrons e grande energia.
- Fusão nuclear: núcleos leves (H, Li) se unem formando núcleo maior; requer altíssimas temperaturas; ocorre nas estrelas e nas bombas de hidrogênio.
- Meia-vida (t1/2): tempo para que a atividade ou número de núcleos radioativos se reduza à metade.
- Decaimento α: emissão de partícula 4He; número atômico diminui 2, massa diminui 4.
- Escala INES: classifica acidentes nucleares de 0 a 7.
