UnirG 2022
O trítio (3H) é o isótopo radioativo do hidrogênio cujo átomo é constituído de 1 próton, 1 elétron e 2 nêutrons. A sua estrutura nuclear, com força de coesão entre partículas superior à encontrada nos núcleos dos outros dois isótopos mais comuns do hidrogênio (deutério e trítio) possibilita a liberação de enorme quantidade de energia ao sofrer fusão. Essas características fazem do trítio um elemento promissor no que diz respeito à geração de energia em larga escala num futuro não muito distante.
O gráfico a seguir representa o decaimento desse radioisótopo.
Nesse processo, cada átomo de trítio é transformado em um átomo de 3He por emissão de uma partícula.
Considerando essas informações, o nome da partícula emitida e o tempo necessário para que 16 g de trítio se reduzam a 2 g são, respectivamente,
próton e 24 anos.
nêutron e 12 anos.
beta e 36 anos.
alfa e 36 anos.
Resolução
Passo 1 — identificar a partícula emitida
O trítio \(\left(^3\text{H}\right)\) possui 1 próton e 2 nêutrons. Quando um de seus nêutrons se converte em próton, obtém-se 3He (2 prótons e 1 nêutron). Nessa conversão emite-se:
- um elétron (partícula beta −),
- e um antineutrino (não citado no enunciado).
Logo, a partícula citada é a partícula beta.
Passo 2 — determinar o tempo para que 16 g se reduzam a 2 g
O gráfico mostra que a massa cai pela metade a cada 12 anos:
\[T_{1/2}=12\;\text{anos}\]
Precisamos de uma razão final
\[\frac{m_f}{m_i}=\frac{2\,\text{g}}{16\,\text{g}}=\frac{1}{8}=\left(\frac{1}{2}\right)^3\]
Portanto, são necessários 3 meias-vidas:
\[t=3\;T_{1/2}=3\times12\;\text{anos}=36\;\text{anos}\]
Resposta final: partícula beta e 36 anos → alternativa C.
Dicas
Erros Comuns
- Decaimento beta −: um nêutron transforma-se em próton, emitindo elétron (β⁻) e antineutrino.
- Meia-vida (\(T_{1/2}\)): tempo para que a quantidade de material radioativo caia à metade.
- Relação massa × tempo: após n meias-vidas, a massa é \(m_i/2^n\).
