PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 127 do ENEM PPL 2022
Detectores de fumaça baseados em ionização funcionam como se fossem um “nariz eletrônico”, acusando a presença de moléculas incomuns (fumaça) em seu interior. Dentro do aparelho, conforme esquematizado na figura, existe uma câmara de ionização aberta para o ar (1) e preenchida com íons (2) formados pelos choques das moléculas do ar com as partículas emitidas pelo elemento químico amerício \ce{^{243}_{95}Am} (3). O amerício expele, no interior da câmara, pequenas partículas radioativas, chamadas partículas alfa, que são núcleos de átomos de \ce{^4_2He}. Com o choque, são formados cátions e elétrons, que transitam em direções opostas entre dois eletrodos. Enquanto houver cátions e elétrons se movendo no interior da câmara, uma corrente se estabelece entre os eletrodos no circuito (4) e, por se considerar que tudo está bem, o alarme (5) permanece em silêncio.
Entretanto, se um incêndio acontecer, partículas de fumaça entram no detector e começam a obstruir a câmara de ionização (6). As partículas de fumaça se prendem aos íons, e o circuito no detector acusa essa mudança imediatamente (7), acionando o alarme (8). Assim que o incêndio é controlado, e a fumaça é removida, a câmara de detecção fica limpa, os íons voltam a se deslocar entre os eletrodos como antes, o circuito é desligado e o alarme para de tocar.
Disponível em: www.explainthatstuff.com. Acesso em: 3 dez. 2018 (adaptado).
O sensor percebe a fumaça quando ela interrompe o(a)
- Afissão nuclear do gás hélio.
- Bpassagem de corrente elétrica.
- Ctransmutação das moléculas do ar.
- Ddecaimento radioativo do amerício.
- Efusão nuclear entre o hélio e o amerício.
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Resolução comentada
O detector funciona assim: o amerício emite partículas alfa (núcleos de \ce{^4_2He}) de forma contínua, por decaimento radioativo espontâneo. Essas partículas colidem com as moléculas do ar e formam cátions e elétrons. Esses íons se movem em sentidos opostos entre os dois eletrodos, e isso é uma corrente elétrica.
Enquanto a corrente existe, o circuito "considera que tudo está bem" e o alarme fica em silêncio.
Quando a fumaça entra, suas partículas se prendem aos íons. Os íons, agora presos, deixam de se deslocar até os eletrodos, e a corrente diminui ou cessa. O circuito percebe essa mudança e aciona o alarme.
Portanto, o que a fumaça interrompe é a passagem de corrente elétrica, e não algum processo nuclear:
- O decaimento do amerício continua normalmente, pois a fumaça não altera o núcleo do átomo.
- Não há fissão nem fusão, nem transmutação das moléculas do ar. O ar apenas é ionizado, o que é um fenômeno de elétrons, não de núcleos.
Alternativa B.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AO hélio aparece só como a partícula alfa emitida; não sofre fissão, e a fumaça não age sobre ele.
- CAs moléculas do ar são apenas ionizadas, sem transmutação (mudança de núcleo), e o sensor não depende disso.
- DO decaimento do amerício é espontâneo e continua com ou sem fumaça; a fumaça só barra os íons.
- ENão ocorre fusão entre hélio e amerício; a partícula alfa é emitida, não incorporada.
Assuntos: Corrente elétrica, Radioatividade e meia-vida.
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