Questão 75 da FUVEST 2022

1ª fase

Um marcador radioativo (^{24}\text{Na}) foi injetado em um ponto de um cano de água subterrâneo e, na sequência, com um detector sobre o solo, foi medida a radioatividade ao longo do percurso do cano. A figura a seguir esquematiza o local de injeção do marcador e o perfil da radioatividade detectada ao longo do cano.

Esquema da detecção de radioatividade ao longo de um cano de água subterrâneo e o gráfico correspondente. Na parte superior, um detector se move sobre o nível do solo a partir do local de injeção de sódio-24, acima de um cano com o marcador dentro, onde a água flui para a direita. Na parte inferior, o gráfico de radioatividade em contagem por minuto em função da distância ao longo do cano é dividido em três trechos: o trecho 1 tem nível intermediário aproximadamente constante; o trecho 2 apresenta um pico elevado de radioatividade; o trecho 3 tem um patamar de radioatividade menor que o do trecho 1.

Assinale a alternativa que melhor explica o perfil da radioatividade.

Note e adote:
Tempo de meia-vida do ^{24}\text{Na} = 15\text{ horas}.
  1. A
    No trecho 2 o cano está completamente entupido, por isso a radioatividade diminui no trecho 3.
  2. B
    No trecho 2 há uma fissura no cano, o que resulta em acúmulo de marcador nesse trecho do solo.
  3. C
    O marcador radioativo flui no sentido contrário ao fluxo da água, acumulando-se no meio do cano.
  4. D
    No trecho 3 a radioatividade é menor porque foi consumida por reações químicas ao longo do trecho 2.
  5. E
    No trecho 2 a radioatividade diminui devido ao fato de a meia-vida do marcador ser curta.
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Resolução comentada

O detector fica sobre o solo e mede a radiação que chega até ele, vinda do marcador que a água carrega pelo cano. No trecho 1, a contagem é mais ou menos constante: o marcador está dentro do cano, em quantidade estável.

No trecho 2 aparece um pico. Isso indica que, ali, há mais marcador perto do detector do que nos outros pontos. O marcador não some nem anda ao contrário: a água o leva para a direita. Para ele se concentrar num ponto, tem de sair do cano e se acumular no solo, o que só acontece se houver um vazamento (fissura) no cano.

No trecho 3, o patamar é menor que o do trecho 1 porque parte do marcador ficou retida no solo, no trecho 2. Sobrou menos marcador dentro do cano para seguir adiante.

Confira as outras ideias:

  1. Cano entupido: a água não passaria e não haveria marcador no trecho 3, mas há um patamar mensurável.
  2. Fluxo contrário: a água vai para a direita e arrasta o marcador com ela.
  3. Reação química: não altera a radioatividade, que vem do núcleo.
  4. Meia-vida de 15 horas: o decaimento é lento e gradual, não produz um pico localizado num trecho.

Portanto, o pico no trecho 2 e a queda no trecho 3 se explicam por uma fissura que deixa o marcador escapar para o solo.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACom o cano totalmente entupido, não passaria marcador ao trecho 3, mas há radioatividade ali.
  • CO marcador é arrastado pela água, que flui para a direita, não em sentido contrário.
  • DReações químicas não consomem radioatividade, que é propriedade do núcleo.
  • ENo trecho 2 a radioatividade aumenta (pico), e a meia-vida de 15 h causa decaimento gradual, não um pico.

Assuntos: radioatividade, meia-vida, interpretação de gráfico.

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