Um feixe de nêutrons de 2 MeV com uma intensidade de nêutrons/cm² s atinge um alvo fino de alumínio (Al-27). A área do alvo é de e sua espessura é de . O feixe tem uma área de seção transversal de . A 2 MeV , a seção de choque total do Al - 27 é de 1,5 barns e a densidade do alumínio é de . Calcule:
e) o livre caminho médio desses nêutrons.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre o livre caminho médio dos nêutrons que estão batendo num alvo de alumínio. A gente vai usar conceitos de física nuclear, como seção de choque e densidade do material. Precisamos das informações sobre a intensidade do feixe, a densidade do alumínio, a seção de choque e a espessura do alvo para calcular o livre caminho médio dos nêutrons.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o livre caminho médio. Basicamente, ele representa a distância média que uma partícula (neste caso, um nêutron) percorre antes de interagir com o material que está atravessando. A fórmula para calcular o livre caminho médio ( ) é:
Onde:
  • é o livre caminho médio,
  • é a densidade númerica das partículas alvo (número de núcleos por cm³),
  • é a seção de choque total.

Passo 3

Vamos calcular a densidade númerica ( ) do alumínio. Para isso, usamos a fórmula:
Onde:
  • é a densidade do alumínio,
  • é a constante de Avogadro ( mol⁻¹),
  • é a massa molar do alumínio.
Dado que:
  • ,
  • Massa molar do Al-27 é aproximadamente .
Substituindo os valores:
ú

Passo 4

Agora que temos , vamos usar a fórmula do livre caminho médio. A seção de choque total ( ) é dada em barns, e precisamos converter para cm². Sabemos que:
Dado que , temos:
Agora, aplicando na fórmula do livre caminho médio:

Resposta

O livre caminho médio dos nêutrons é aproximadamente 11,07 cm.

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Cite e explique pelo menos 4 formas em que o nêutron pode interagir com um núcleo atômico. Qual desses processos de interação é fundamental para que a fissão ocorra em reatores térmicos?
Um feixe de nêutrons de 2 MeV com uma intensidade de nêutrons/cm² s atinge um alvo fino de alumínio (Al-27). A área do alvo é de e sua espessura é de . O feixe tem uma área de seção transversal de . A 2 MeV , a seção de choque total do Al - 27 é de 1,5 barns e a densidade do alumínio é de . Calcule:
c) A seção de choque macroscópica total do Al-27
Um reator de Potência é projetado para operar a uma potência térmica de 2758 MW. Assumindo que todas as fissões ocorrem no , calcule em gramas por dia a taxa em que - 235. Considere a seção de choque de captura igual a 98,6 barns e a seção de choque de fissão igual a 680,8 barns.
(a) é fissionado
Em um laboratório de física, você tem um fio reto que carrega uma corrente de 5,4 A. Você está realizando um experimento para medir o eampo magnétic a várias distâncias do fio. Se você medir o campo magnético a uma distância de 10 cm , qual deve ser o valor do campo magnético segundo a Lei de Biot-Savart? Use a constante de permeabilidade magnética do vácuo como е T.m/A.