Ano 2023#radioatividade#decaimento-alfa#quimica-nuclear#estequiometria

Sobre o tema

O hélio (He) é um gás nobre relativamente raro na atmosfera terrestre, mas sua presença em depósitos de gás natural deve-se principalmente ao decaimento radioativo de elementos pesados como urânio e tório. Durante o decaimento alfa, um núcleo emite uma partícula alfa, que é essencialmente um núcleo de hélio-4 (2 prótons e 2 nêutrons). Assim, cada emissão alfa produz um átomo de hélio. Compreender a estequiometria das séries de decaimento é fundamental para calcular a quantidade de hélio gerada a partir de uma dada quantidade de material radioativo. Nesta questão do IME, o candidato deve analisar o esquema de decaimento do urânio-238 até o tório-230 e determinar quantos mols de hélio são produzidos a partir de 1 mol de urânio-238 e 1 mol de tório-234.

Tópicos relacionados

  • Decaimento alfa e produção de hélio
  • Séries de decaimento radioativo
  • Estequiometria de reações nucleares
  • Urânio-238 e tório-234
  • Cálculo de mols de partículas alfa

Enunciado

O gas helio, raro na Terra, origina-se notadamente do decaimento radioativo dos tipos alfa e beta dos elementos Uranio-238 e Torio-234, sendo encontrado em depositos de gas natural. Sabe-se que o esquema de decaimentos ate a ocorrencia do isotopo Torio-230 e: 238U -> 234Th -> 234Pa -> 234U -> 230Th. Portanto, a partir de 1 mol de Uranio-238 e de 1 mol de Torio-234, ate a ocorrencia de Torio-230, obtem-se, no maximo:

Alternativas

  • A)

    1 mol de He.

  • B)

    2 mols de He.

  • C)

    3 mols de He.

  • D)

    4 mols de He.

  • E)

    nenhum mol de He.

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Perguntas frequentes

O que é decaimento alfa?

Decaimento alfa é um tipo de decaimento radioativo no qual um núcleo instável emite uma partícula alfa (dois prótons e dois nêutrons), transformando-se em um núcleo com número atômico reduzido em 2 e número de massa reduzido em 4.

Como o hélio é produzido a partir do decaimento radioativo?

Cada partícula alfa emitida durante o decaimento radioativo captura dois elétrons e se torna um átomo de hélio-4. Assim, a quantidade de hélio produzida é diretamente proporcional ao número de decaimentos alfa que ocorrem.

Qual a importância do urânio-238 na produção de hélio?

O urânio-238 é o isótopo mais abundante do urânio e inicia uma longa série de decaimento que inclui várias emissões alfa, contribuindo significativamente para a produção de hélio encontrado em depósitos de gás natural.

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