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Questão 79 (CFS 1) da EEAR 2024

CFS 1 · Física: Fissão, fusão e energia nuclear

– Um elemento muito utilizado na reação de fissão nuclear é o urânio (U). Na reação a seguir, apresenta-se parte de uma das possíveis reações de fissão envolvendo o urânio-235, no qual um nêutron (n) foi utilizado para bombardear o átomo de urânio, gerando um átomo de bário (Ba) e outro de criptônio (Kr).

Entre as alternativas a seguir, assinale aquela que preenche corretamente as interrogações.

1\ \text{n} + {}^{235}_{92}\text{U} \rightarrow {}^{141}_{56}\text{Ba} + {}^?_?\text{Kr} + {?}\ \text{n}
  1. A
    {}^{91}_{35}\text{Kr} + 2\ \text{n}
  2. B
    {}^{92}_{36}\text{Kr} + 3\ \text{n}
  3. C
    {}^{92}_{36}\text{Kr} + 5\ \text{n}
  4. D
    {}^{94}_{36}\text{Kr} + 0\ \text{n}
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Resolução comentada

Numa reação nuclear, duas grandezas se conservam: o número atômico (soma dos prótons, em baixo) e o número de massa (soma dos prótons e nêutrons, em cima). O nêutron tem massa 1 e carga 0, então ele é {}^{1}_{0}\text{n}.

Seja {}^{A}_{Z}\text{Kr} o criptônio formado e x o número de nêutrons liberados.

  1. Número atômico (conservação da carga): o lado esquerdo tem 0 + 92 = 92. O direito tem 56 + Z + 0. Então Z = 92 - 56 = 36.

  2. Número de massa: o lado esquerdo tem 1 + 235 = 236. O direito tem 141 + A + x. Então A + x = 236 - 141 = 95.

Agora testamos as alternativas, que já têm Z = 36 (a A tem Z = 35 e já está descartada, pois o criptônio sempre tem Z = 36):

  • B: A + x = 92 + 3 = 95 ✔
  • C: 92 + 5 = 97 ✘
  • D: 94 + 0 = 94 ✘

Portanto, a reação completa é:

1\ \text{n} + {}^{235}_{92}\text{U} \rightarrow {}^{141}_{56}\text{Ba} + {}^{92}_{36}\text{Kr} + 3\ \text{n}

Os 3 nêutrons liberados podem provocar novas fissões, o que gera a reação em cadeia.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO criptônio tem número atômico 36, não 35; assim a carga não se conserva (56+35=91\neq92).
  • CEmbora Z=36 esteja certo, 141+92+5=238, e não 236: a massa não se conserva.
  • DEmbora Z=36 esteja certo, 141+94+0=235, e não 236: sobra de fora o nêutron incidente e a massa não fecha.

Assunto: Fissão, fusão e energia nuclear.

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Fonte: EEAR 2024 · CFS 1. Prova oficial ↗