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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 42.4 - Ex. 50

Os radionuclídeos pesados emitem partículas alfa em vez de outras combinações de nucleons porque as partículas alfa formam uma estrutura particularmente estável. Para confirmar essa tese, calcule a energia de desintegração das reações hipotéticas a seguir e discuta os resultados:

a) U 235 → T h 232 + H e 3

b)   U 235 → T h 231 + H e 4

c)   U 235 → T h 230 + H e 5

Os dados necessários são os seguintes:

Passo 1

a) A energia para a transformação de urânio 235 em tório 232 é

Q 3 = m U 235 - m T h 232 - m H e 3 c 2

Utilizando os dados fornecidos pelo enuciado e a velocidade da luz em termos de e V e u ( c 2 = 931,5   M e V / u ) temos:

Q 3 = 235,0439 u - 231,0381 u - 3,0160 u 931,5   M e V / u = - 9,50   M e V

Passo 2

b) A energia para a transformação de urânio 235 em tório 231 é

Q 4 = m U 235 - m T h 231 - m H e 4 c 2

Q 4 = 235,0439 u - 231,0363 u - 4,0026 u 931,5   M e V / u = 4,66   M e V

Passo 3

c) A energia para a transformação de urânio 235 em tório 230 é

Q 5 = m U 235 - m T h 230 - m H e 5 c 2

Q 5 = 235,0439 u - 230,0331 u - 5,0122 u 931,5   M e V / u = - 1,30   M e V

Passo 4

Apenas o segundo processo (o decaimento alfa) é espontâneo, já que é o único que libera energia.

Resposta

a) Q 3 = - 9,50   M e V

b)   Q 4 = 4,66   M e V

c)   Q 5 = - 1,30   M e V

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