ENEM 2016 (2ª aplicação) — questão 87 de Física

Gabarito EFísica nuclear — fissão do urânio e o risco do rejeito radioativo1º dia · 2ª aplicação · Caderno 1 (Azul)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 87 de Física do ENEM 2016 (2ª aplicação)

Enunciado em texto

A energia nuclear é uma alternativa aos combustíveis fósseis que, se não gerenciada de forma correta, pode causar impactos ambientais graves. O princípio da geração dessa energia pode se basear na reação de fissão controlada do urânio por bombardeio de nêutrons, como ilustrado:

²³⁵U + n → ⁹⁵Sr + ¹³⁹Xe + 2 n + energia

Um grande risco decorre da geração do chamado lixo atômico, que exige condições muito rígidas de tratamento e armazenamento para evitar vazamentos para o meio ambiente.

Esse lixo é prejudicial, pois

a) favorece a proliferação de microrganismos termófilos.

b) produz nêutrons livres que ionizam o ar, tornando-o condutor.

c) libera gases que alteram a composição da atmosfera terrestre.

d) acentua o efeito estufa decorrente do calor produzido na fissão.

e) emite radiação capaz de provocar danos à saúde dos seres vivos.

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

A equação do enunciado mostra o mecanismo, e é dela que sai o problema do lixo:

235U+n  ⟶  95Sr+139Xe+2 n+energia{}^{235}\text{U} + \text{n} \;\longrightarrow\; {}^{95}\text{Sr} + {}^{139}\text{Xe} + 2\,\text{n} + \text{energia}

Confira que a conta fecha, porque é isso que identifica os produtos:

massa: 235+1=23695+139+2=236 ✓\text{massa: } 235 + 1 = 236 \qquad 95 + 139 + 2 = 236 \ \checkmark

Os fragmentos — estrôncio-95 e xenônio-139 — são o "lixo atômico". E eles têm uma propriedade que decide a questão: são altamente instáveis. Um núcleo de urânio tem uma proporção de nêutrons muito maior que a que estabiliza núcleos do tamanho do estrôncio, então os fragmentos nascem com nêutrons demais e decaem emitindo radiação — beta e gama, por anos ou milênios.

fragmentos instaˊveis  ⟹  emissa˜o de radiac¸a˜o ionizante  ⟹  dano bioloˊgico\text{fragmentos instáveis} \;\Longrightarrow\; \text{emissão de radiação ionizante} \;\Longrightarrow\; \text{dano biológico}

Radiação ionizante arranca elétrons das moléculas que atravessa. No tecido vivo, isso quebra ligações do DNA e produz radicais livres — daí mutações, câncer e, em doses altas, a síndrome aguda da radiação. É por isso que o rejeito exige blindagem e armazenamento por prazos geológicos. Alternativa E.

⚠️ E aqui está o que separa a energia nuclear das outras fontes, e é o ponto da questão: a fissão não emite gás nenhum na operação — nem CO₂, nem SO₂, nem material particulado. Do ponto de vista atmosférico, ela é limpa. O problema dela é inteiramente outro: um resíduo sólido, pequeno em volume e perigoso por um tempo desproporcional a qualquer escala humana.

Por que as outras caem — e três delas descrevem problemas de OUTRAS fontes:

• A (microrganismos termófilos): a água de refrigeração aquecida pode causar poluição térmica, mas isso é problema de qualquer usina térmica, não do lixo atômico, e não é o risco que exige "condições rígidas de armazenamento".

• B (nêutrons livres ionizando o ar): os nêutrons livres da equação são consumidos na reação em cadeia dentro do reator; o rejeito armazenado não é fonte de nêutrons livres para o ambiente.

• C (gases que alteram a atmosfera): é o problema dos combustíveis fósseis, e é justamente a alternativa a que o enunciado contrapõe a energia nuclear na primeira linha.

• D (acentua o efeito estufa): mesma família — efeito estufa vem de gases, e a fissão não os emite. O calor rejeitado aquece localmente a água, o que é poluição térmica, não efeito estufa.

A ideia em uma frase: o perigo do lixo atômico não é o que ele libera no ar — é a radiação que ele continua emitindo por milhares de anos.

Resposta: alternativa E.

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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