O gás hélio disponível comercialmente pode ser…

(FUVEST-SP 2020) O gás hélio disponível comercialmente pode ser gerado pelo decaimento radioativo, sobretudo do urânio, conforme esquematizado pela série de decaimento. Desde a formação da Terra, há 4,5 bilhões de anos, apenas metade do ²³⁸U decaiu para a formação de He. Com base nessas informações e em seus conhecimentos, é correto afirmar:

a) O decaimento de um átomo de ²³⁸U produz, ao final da série de decaimento, apenas um átomo de He.

b) O decaimento do ²³⁸U para ²³⁴U gera a mesma quantidade de He que o decaimento do ²³⁴U para ²³⁰

c) Daqui a 4,5 bilhões de anos, a quantidade de He no planeta Terra será o dobro da atual.

d) O decaimento do ²³⁸U para ²³⁴U gera a mesma quantidade de He que o decaimento do ²¹⁴Pb para ²¹⁴

e) A produção de He ocorre pela sequência de decaimento a partir do ²⁰⁶

Resolução

a) Incorreto. A emissão alfa é uma forma de decaimento radioativo, em que um núcleo instável emite uma partícula alfa. A partícula alfa, por sua vez, possui 2 prótons e 2 nêutrons, ou seja, a mesma estrutura do núcleo de um átomo de hélio. Portanto, uma partícula alfa se transforma em um átomo de hélio ao capturar dois elétrons, conforme mostrado no esquema a seguir.

Dessa forma, o decaimento do átomo de ²³⁸U não produz apenas um átomo de hélio.

b) Correto. Veja os processos abaixo:

Decaimento do ²³⁸U para ²³⁴U

Decaimento do ²³⁴U para ²³⁰Th

Os dois decaimentos citados emitem uma partícula α e, portanto, geram a mesma quantidade He.

c) Incorreto. O tempo de meia-vida é basicamente o tempo que a quantidade de átomos de elementos radioativos diminui pela metade. E, de acordo com o texto, demorou 4,5 bilhões de anos para a metade do ²³⁸U decair e formar He. Assim, esse é o tempo de meia-vida do ²³⁸U.

Dessa forma, demorará, em teoria, mais de 4,5 bilhões de anos para que metade do ²³⁸U existente hoje (teoricamente a metade de He existente hoje) passe pelo processo decaimento e forme mais He. Portanto, não podemos afirmar que o He existente no planeta daqui a 4,5 bilhões será o dobro da atual.

d) Incorreto. De acordo com o esquema mostrado na resposta da alternativa B, o decaimento do ²³⁸U para ²³⁴U emite uma partícula α e, portanto, forma 1 átomo de hélio. Já o decaimento do ²¹⁴Pb para o ²¹⁴Po não há a emissão de nenhuma partícula α e por isso, não é gerado átomo de hélio.

e) Incorreto. Emissão de partículas α, e, consequentemente, a produção de He, começa a partir do decaimento do ²³⁸U.

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