Enunciado

O 90Th232 se desexcita por decaimento a no seu primeiro núcleo filho 88Ra228. Observa-se que uma folha muito fina contendo 1,0 g de 90Th232 emite partículas a provenientes desse decaimento à taxa de 4100/s. Use esses resultados para mostrar que a meia-vida do 90Th232 é de 1,2 x 10^10 anos.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos lá resolver mais uma questão de física quântica?!

Passo 2

A meia vida T 1 / 2 é dada por:

T 1 / 2 = 0,693 T

Aqui, T é a meia vida média, se a gente a definir em termos da taxa de decaimento, seria:

T = 1 R

Substituindo 1 / R para T :

T 1 / 2 = 0,693 R

Passo 3

Calculando o número de átomos de   90 T h 232 na folha por multiplicando a massa de 1   g pelo número de Avogadro 6,022 ⋅ 10 23   m o l - 1 e dividindo pelo seu peso atômico 232   g / m o l :

N = 6,022 ⋅ 10 23   m o l - 1 1   g 232   g / m o l = 2,596 ⋅ 10 21

Calculando a taxa de decaimento característico do   90 T h 232 dividindo o número de partículas α emitida por segundo 4100   s - 1 pela população presente na folha 2,596 ⋅ 10 21 :

R = 4100   s - 1 2,596 ⋅ 10 21 = 1,579 ⋅ 10 21   s - 1

Passo 4

Agora que a gente já temo o que precisa substituímos a de taxa de decaimento 1,579 ⋅ 10 21   s - 1 de   90 T h 232 para R em T 1 / 2 , que a gente conseguiu a relação lá no Passo 2.

T 1 / 2 = 0,693 1,579 ⋅ 10 21   s - 1 = 4,389 ⋅ 10 17   s 60   s / m i n 60   m i n / h 24   h / d i a 365,25   d i a / a n o

∴ T 1 / 2 = 1 , 2 ⋅ 10 10   a n o s

Prontinho, ta provado o que a questão pede!

Resposta

T 1 / 2 = 1,2 ⋅ 10 10   a n o s

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