EEAR 2022 (CFS 1) — questão 83 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: as duas partículas emitidas: a do césio para o bário instável e a do bário instável para o bário estável.

Passo 1 — as regras. Em toda reação nuclear se conservam o número de massa (o de cima) e a carga (o de baixo): a soma de um lado é igual à do outro.

Passo 2 — primeira etapa. Chamando a partícula de ${}^{A}_{Z}X$:

$$137 = A + 137 \;\Rightarrow\; A = 0$$

$$55 = Z + 56 \;\Rightarrow\; Z = -1$$

Massa zero e carga −1: é um elétron, a partícula beta ${}^{0}_{-1}\beta$. Faz sentido: no decaimento beta um nêutron vira próton, e o número atômico sobe de 55 para 56.

Passo 3 — segunda etapa. De ${}^{137}_{56}\text{Ba}$ instável para ${}^{137}_{56}\text{Ba}$ estável, nem a massa nem a carga mudam: a partícula tem A = 0 e Z = 0. É a radiação gama ${}^{0}_{0}\gamma$, o núcleo excitado liberando o excesso de energia.

Por que não as outras: (A) emitir alfa faria a massa cair para 133, e a radiação gama não tem massa nem carga; (B) é o pósitron, de carga +1, que levaria o número atômico para 54, e não 56; (D) põe carga na radiação gama e deixa o beta sem carga.

⚠️ A armadilha: a (B). O símbolo ${}^{0}_{+1}\beta$ existe (decaimento beta mais), mas ele diminui o número atômico. Para ir de 55 a 56 é preciso a emissão de um elétron, beta menos.

A ideia em uma frase: conserve massa e carga: o beta menos sobe o número atômico em 1 sem mudar a massa, e o gama só tira energia.

Resposta: alternativa C (beta menos; depois gama).