Question

Sabendo-se que o Urânio utilizado em uma usina nuclear, como a de Fukushima, no Japão, é um material que sofre decaimento radioativo a partir da emissão de partículas alfa (2α4), qual seria a massa do novo elemento formado a partir da emissão de uma partícula alfa pelo Urânio (92U235)?

Answer 1

A massa do novo elemento será 231.

O que é um decaimento radioativo?

Um decaimento radioativo acontece quando o núcleo de um átomo é tão energeticamente instável a ponto de sofrer perdas de partículas subatômicas e de radiações eletromagnéticas. Dentre os elementos radioativos, podemos destacar o Urânio-92 cuja importância se dá primordialmente na produção de energia elétrica em usinas nucleares.

O que pode ser emitido durante um decaimento radioativo?

Durante um decaimento radioativo, são três os principais elementos que podem ser emitidos: a partícula alfa, a partícula beta e a radiação gama.

Explicitando cada tipo, temos:

• Partícula alfa

É uma partícula semelhante a um átomo de Hélio cuja massa atômica é 4 e número atômico 2. A diferença é que a partícula alfa é carregada positivamente, com um saldo eletrônico de 2+. Ou seja, é representada por:

$\Large{\boxed{\mathsf{^4_2\alpha^{2+}}}}$

A partícula alfa tem pouco poder de penetração, capaz de ser barrada por uma folha de papel por exemplo.

• Partícula beta

É uma partícula semelhante a um elétron. Possui massa atômica 0 e número atômico -1. Nesse sentido, ela pode ser representada por:

$\Large{\boxed{\mathsf{^{0}_{-1}\beta~}}$

É bom lembrar que a partícula beta possui um poder penetrante um pouco maior de penetração, em comparação a da partícula alfa, mas ainda é barrada por uma folha de alumínio.

• Radiação gama

Não é uma partícula e sim uma radiação, portanto não possui massa atômica nem número atômico. Na verdade, a radiação gama é a energia transportada em forma de onda eletromagnética. Ela é usualmente emitida junto às partículas alfa ou beta e é representada por:

$\Large{\boxed{\mathsf{^0_0\gamma}}}$

Trata-se de uma radiação com um altíssimo poder penetrante, como também um alto potencial ionizante.

Como resolver a questão?

Para solucionar o problema, temos que entender qual é a equação química que representa o decaimento radioativo de uma (1) partícula alfa.

$_{92}^{235}U \longrightarrow~_z^yX+_2^4\alpha^{2+} + ^0_0\gamma$

Observe que o átomo formado é X e tem massa atômica y e número atômico z. Para a equação ficar equilibrada, os números do lado esquerdo devem ser igual ao do lado direito.

Isso significa que a soma das massas atômicas dos elementos formados é igual a 235 e a soma dos números atômicos desses mesmos elementos é igual a 92. Ou seja,

235 = y + 4 => y = 231

92 = z + 2 => z = 90

O átomo X formado tem massa 231 e número atômico 90, o que corresponde ao elemento tório (Th).

$_{92}^{235}U \longrightarrow~_{90}^{231}Th+_2^4\alpha^{2+} + ^0_0\gamma$

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