Ano 2021#quimica#fase2#discursiva

Sobre o tema

O decaimento radioativo é um processo nuclear espontâneo no qual núcleos instáveis emitem radiação para se tornarem mais estáveis. A taxa de desintegração é expressa pela atividade, tradicionalmente medida em Curie (Ci), onde 1 Ci equivale a 3,7×10¹⁰ desintegrações por segundo. O isótopo Césio-137 (¹³⁷Cs) é um produto comum da fissão nuclear, com meia-vida de aproximadamente 30,1 anos. Sua presença em rejeitos radioativos exige monitoramento cuidadoso, pois emite radiação beta e gama. Problemas envolvendo sua desintegração frequentemente utilizam cinética de primeira ordem e a relação entre atividade, massa e meia-vida. Compreender esses conceitos é essencial para lidar com segurança e datação de materiais radioativos.

Tópicos relacionados

  • Decaimento radioativo de primeira ordem
  • Meia-vida do Césio-137
  • Cálculo de atividade e concentração
  • Unidade Curie (Ci)
  • Rejeitos radioativos

Enunciado

A intensidade das emissoes radioativas pode ser expressa em curie (Ci), unidade definida como 3,7x10^10 desintegracoes nucleares por segundo. Considere um tanque que armazena 50.000 L de um rejeito radioativo aquoso desde 1945, o qual contem o isotopo 137Cs, cuja cinetica de desintegracao radioativa e considerada como de primeira ordem. A meia vida do 137Cs e de 30,1 anos e sua radioatividade especifica e de 86,6 Ci/g. Se em 2010 a concentracao de 137Cs neste rejeito aquoso era de 1,155x10^-3 g/L, determine:

a) a fracao percentual em massa de 137Cs que devera ter decaido para que o nivel de radioatividade a ele relacionada seja de 1,0x10^-3 Ci/L; e
b) a concentracao em g/L de 137Cs no tanque quando o rejeito foi inicialmente estocado, considerando que o volume do rejeito tenha sido constante ao longo do tempo.

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Perguntas frequentes

O que é meia-vida de um isótopo radioativo?

Meia-vida é o tempo necessário para que metade dos átomos de uma amostra radioativa se desintegre. É uma constante característica de cada isótopo.

Como calcular a atividade de uma amostra a partir da concentração?

A atividade (em Ci) é obtida multiplicando a massa do isótopo (em gramas) pela radioatividade específica (Ci/g). A massa é o produto da concentração (g/L) pelo volume (L).

Qual a importância do Cs-137 em rejeitos nucleares?

O Cs-137 é um subproduto da fissão nuclear com meia-vida de cerca de 30 anos, emitindo radiação gama. Sua persistência e mobilidade no ambiente exigem monitoramento e armazenamento seguro por décadas.

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