Lista Físico Química Nuclear

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FUP - Faculdade UnB Planaltina 
Disciplina: Química Moderna 
Professor: Alex Fabiano C. Campos, Dr. 
 
 
1. Que interação tende a manter os núcleons juntos e qual interação tende a separá-las? Qual partícula 
media a interação entre eles? 
 
2. Por que os prótons de um núcleo muito grande têm uma chance maior de se afastarem velozmente 
devido à repulsão elétrica entre eles? O que isso acarreta para a estabilidade de núcleos com grande 
número de massa? 
 
3. Diferencie prótons de nêutrons em termos de sua composição em quarks. 
 
4. Por que as emissões nucleares alfa e beta são desviadas em sentidos opostos num campo magnético? 
Por que a radiação gama não é desviada? 
 
5. Uma partícula alfa tem carga duas vezes maior que a de uma partícula beta, mas na presença de um 
campo magnético, para uma mesma energia cinética, ela se desvia menos do que a partícula beta. Qual 
a razão disso? 
 
6. Visando-se a explicar as transformações nucleares, a ciência dispõe de vários modelos. Discuta 
sucintamente o modelo da gota líquida. 
 
7. Escreva as equações completas de desintegração do nêutron e do próton originando os dois tipos de 
partícula beta. Fisicamente, qual é a diferença entre um elétron e um pósitron? O que ocorre quando há 
anulação recíproca de partículas de matéria e antimatéria? 
 
8. Critique a seguinte afirmativa: “A matéria é feita de quarks”. 
 
9. O núcleo de 
56
Fe é o mais estável da natureza. Explique essa evidência, a partir do gráfico abaixo. 
Neste sentido, por que o 
235
U tende a sofrer fissão nuclear enquanto os núcleos menores tendem a 
sofrer fusão nuclear? 
 
 
10. Calcule a energia de coesão para o núcleo 
55
25Mn em MeV e em kJ. (Dados: mpróton = 1,007825 u; 
mnêutron = 1,008644 u; M(Mn) = 54,938 u; c
2
 = 932 MeV/u; 1MeV = 1,6022x10
-16
kJ. 
 
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11. Numa série radioativa parte-se do 
238
92U
 e chega-se ao 
206
82Pb
. Qual o número total de 
partículas alfa e beta emitidas? 
 
12. Após a emissão sucessiva de 6 partículas alfa e 4 partículas beta, partindo-se do primeiro elemento 
de uma família radioativa natural, chega-se finalmente ao último elemento chumbo, que possui 82 
prótons no seu núcleo e 126 nêutrons. Quais os números atômicos e de massa do primeiro elemento da 
família radioativa. 
 
13. Os antigos alquimistas acreditavam que um elemento pudesse ser transformado em outro. 
Atualmente isto é possível? Em caso positivo, como? 
 
14. Um núcleo de 
Al2713
ao ser bombardeado por determinada quantidade de certo projétil originou um 
radioisótopo e uma partícula alfa. Este radioisótopo, por emissão 
01
, converteu-se no 
Mg2412
. Qual foi 
o projétil de bombardeamento? 
 
15. Complete as seguires equações de transmutação artificial escrevendo o número de massa e o 
número atômico da partícula ou nuclídeo restante: 
 
a) 
54
26Fe + 
4
2  2 
1
0n + ____ 
b) 
27
13Al + 
4
2  
30
15P + ____ 
c) 
32
16S + 
1
0n  
1
1H + ____ 
d) 
96
42Mo + 
2
1H  
1
0n + ____ 
e) 
98
41Mo + 
1
0n 
99
43Tc + ____ 
 
16. A partir do momento em que uma planta ou animal morrem, deixam de incorporar átomos de 
carbono. O teor do isótopo C
14
 decai com o tempo de acordo com o gráfico a seguir: 
 
 
a) Qual a meia-vida do C
14
? 
 
 
b) Na análise de um fóssil foi encontrado 
2,5 g / kg C
14
. Qual a idade do fóssil? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17. Em Goiânia, 100 g de 
CsCl137
foram liberados de uma cápsula, antes utilizada em radioterapia, e 
causou um grave acidente nuclear. O gráfico 
representa a cinética de desintegração desse 
isótopo. Para o 
Cs137
, qual o tempo de meia-
vida e o tempo para que 87,5% tenha se 
desintegrado? 
 
 
 
 
 
 
 
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18. O armazenamento de lixo radioativo é um dos grandes obstáculos para o uso da energia nuclear. 
Atualmente, o lixo radioativo é guardado em tanques subterrâneos. Segundo as normas internacionais, 
uma quantidade de rejeito que apresenta atividade radioativa de 6x10
12
 desintegrações por minuto 
(dpm) só poderá ser desenterrada após 10000 anos, quando a atividade estiver reduzida a 3x10
-3
 dpm, 
nível considerado inofensivo. Calcule de forma aproximada o tempo de meia vida desse nuclídeo (Use 
log 2 = 0,3). 
 
19. O fósforo ocorre na natureza como um único isótopo, o 
31
P. A irradiação de 
31
P com nêutrons produz 
o 
32
P, um emissor de partículas  com meia vida de 14,28 dias. Suponha uma amostra de 
32
P apresenta 
taxa de decaimento de 3,2 x 10
6
 dpm. Construa um gráfico mostrando as desintegrações por minuto em 
função do tempo durante um período de um ano. Qual a ordem da cinética de desintegração 
radioativa? 
 
20. O 
60
Co radioativo é amplamente utilizado em medicina nuclear como fonte de raios . Ele é 
preparado por meio de uma reação de captura de nêutron a partir do 
59
Co, e é um emissor . Sabendo 
que sua meia vida é de 5,27 anos, determine: 
a) quanto tempo será necessário para que uma fonte de 
60
Co decaia a 1/8 de sua atividade original? 
b) que fração de atividade de uma fonte de 
60
Co permanece depois de 1 ano? 
 
21. Determinado nuclídeo apresenta uma constante radioativa igual a 0,02 dia
-1
. Uma amostra desse 
material radioativo sofreu decaimento durante 70 dias. Determine a razão entre as massas inicial e final 
do nuclídeo. 
 
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