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partículas α (alfa), β (beta) e γ (gama) na presença de campo elétrico (1p)
01. (Unicamp) Partículas α (núcleo de um átomo de Hélio), partículas β (elétrons) e radiação γ (onda eletromagnética) penetram, com velocidades comparáveis, perpendicularmente a um campo elétrico uniforme existente numa região do espaço, descrevendo as trajetórias esquematizadas na figura a seguir.
a) Reproduza a figura anterior e associe α, β e γ a cada uma das três trajetórias.
b) Qual é o sentido do campo elétrico?
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decaimento radioativo (1p)
(PUC) Uma substância que se desintegra ao longo do tempo tem sua quantidade existente, após “t” anos, dada por M(t) = M0 (1,4)-t/1000, onde M0 representa a quantidade inicial.
A porcentagem da quantidade existente após 1000 anos em relação à quantidade inicial M0 é, aproximadamente,
a) 14%
b) 28%
c) 40%
d) 56%
e) 71%
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Como é feito o enriquecimento do urânio?
Urânio enriquecido tem um percentual maior de urânio 235 em sua composição.
Na natureza, o urânio (urânio bruto) é encontrado com a composição de 99,284% de urânio 238. O urânio 235, preferido para ser combustível de usinas nucleares, é bem raro: constitui apenas ao redor 0,711% do urânio bruto.
O enriquecimento do urânico pode ser feito de diversas maneiras. Aqui vão apenas seis:
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01. Centrifugação gasosa
O processo usa um grande números de cilindros em rotação. Cada cilindo gira rápido e com isto cria uma forte força centrífuga tal que o gás de moléculas mais pesadas (forma de U238) moverá na direção para fora do cilindro. O urânio U235, mais leve, de moléculas de gás mais leves, ficarão mais ao centro do cilindro, aonde serão coletados.
Foi usado bastante durante o período de Guerra Fria (período de corrida armamentista, espacial, etc., entre EUA e ex-URSS)
02. Enriquecimento aerodinâmico.
Processo análogo ao de centrifugação. Neste o urânio na forma gasosa é combinado com outros átomos. Mais especificamente, usa-se o vapor de fluoreto de urânio combinado com hidrogênio ou hélio. É feito então o vapor passar por um sifão de duas saídas: uma ligeiramente mais acima do que outra. O fluoreto de urânio feito de flúor com U235, mais leve, seguirá trajetória tal que seguirá para a saída mais acima.
Tal método é usado no Brasil.
03. Separação eletromagnética do isótopo.
Na técnica, ioniza-se os átomos do gás de urânio, que por perderem elétrons, ficarão carregados positivamente. Depois faz-se com que este gás ionizado seja acelerado e em seguida faz ele passar por um campo magnético. Os átomos de U235 farão uma curva mais fechada na trajetória, enquanto que o U238 fará uma curva mais aberta. Haverá portanto a separação.
Foi usado durante a Segunda Guerra mundial. Foi usado para enriquecer o urânio da bomba detonada em Hirshima, chamada de "Little Boy" ("Garotinho").
04. Técnicas de Laser
Pode-se ajustar o emissor de laser para uma frequência específica na qual apenas o U235 é ionizado. Ele sendo ionizado negativamente (perde elétron) fica positivamente carregado e pode ser atraído por disco carregado negativamente. Esta técnica aproveita-se do fato de que a ionização do urânio U235 é ligeiramente diferente da ionização do urânio U238. (Tecnicamente falando: no nível da estrutura eletrônica hiperfina).
Usada nos EUA e Austrália.
05. Difusão Gasosa.
É uma tecnologia usada para enriquecer urânio forçando gases de hexafluorido de urânio a passarem por membranas semi-permeáveis. Isto produz uma ligeira separação entre as moléculas contento urânio 235 e urânio 238.
Foi usada bastante durante o período de Guerra Fria.
06. Difusão térmica.
Utiliza o calor transferido entre uma fina camada de líquido ou de gás para conseguir a separação dos isótopos (235 e 238). O processo explora o fato de que o U235 é mais leve (tem 3 nêutrons a menos que o 238). Assim, as moléculas do gás de U235 serão mais rápidos e se espalharão em uma superfície quente, e as mais pesadas irão se espalhar na superfície fria.
Foi usado nos EUA, no estado de Tennesee durante a Segunda Guerra Mundial. Foi abandonada em favor da Difusão Gasosa.
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