Questões de Vestibular de Física - Física Atômica e Nuclear

Reatores nucleares não são exclusivamente criações humanas. No período précambriano, funcionou na região de Oklo, África, durante centenas de milhares de anos, um reator nuclear natural, tendo como combustível um isótopo do urânio.

Para que tal reator nuclear natural pudesse funcionar, seria necessário que a razão entre a quantidade do isótopo físsil (²³⁵U) e a do urânio ²³⁸U fosse cerca de 3%. Esse é o enriquecimento utilizado na maioria dos reatores nucleares, refrigerados a água, desenvolvidos pelo homem.

O ²³⁵U decai mais rapidamente que o ²³⁸U; na Terra, atualmente, a fração do isótopo 235U, em relação ao 238U, é cerca de 0,7%. Com base nessas informações e nos dados fornecidos, podese estimar que o reator natural tenha estado em operação há

Note e adote:

M(t) = M(0) 10^-λt ; M(t) é a massa de um isótopo radioativo no instante t.

λ descreve a probabilidade de desintegração por unidade de tempo.

Para o ²³⁸U, λ₂₃₈ ≈ 0,8 x 10^-10 ano^-1.

Para o ²³⁵U, λ₂₃₅ ≈ 4,0 x 10^-10 ano^-1.

log₁₀ (0,23) = – 0,64

• Um átomo de hidrogênio gasoso, no seu estado fundamental, tem energia de -13,6eV. Determine a energia necessária, em eV (elétron-volt), que ele deve absorver para que sofra uma transição para o próximo estado de excitação permitido pelo modelo atômico de Bohr.

Em um átomo de hidrogênio, no seu estado fundamental, pode-se calcular o módulo da força elétrica e o módulo da força gravitacional entre o elétron que orbita o núcleo e o próton que está no interior do núcleo. É correto afirmar que

No modelo clássico para o átomo de hidrogênio, o elétron realiza um movimento circular de raio R e velocidade de módulo constante ao redor do próton, que se encontra em repouso no centro da circunferência. Considerando que as cargas do elétron e do próton são em módulo iguais a q e que a massa do elétron é denotada por m, pode-se afirmar que a velocidade angular do elétron é proporcional a: