ENEM 2018 PPL — questão 118 de Física

Resolução comentada

A questão tem duas metades, e as duas precisam fechar: primeiro identificar a partícula pela equação, depois confirmar que ela é mesmo a que fica retida na caixa.

Metade 1 — quem saiu do núcleo? Basta conservar número de massa e número atômico:

$${}^{230}_{\ 90}\mathrm{Th} \;\longrightarrow\; {}^{226}_{\ 88}\mathrm{Ra} + X$$

$$A_X = 230 - 226 = 4 \qquad\qquad Z_X = 90 - 88 = 2$$

Uma partícula com $A = 4$ e $Z = 2$ é o núcleo de hélio, $^{4}_{2}\mathrm{He}$ — a partícula alfa.

Metade 2 — ela fica presa na caixa de aço? Sim, e com folga enorme. A ordem de penetração das radiações é:

A alfa é grande (quatro núcleons), com carga $+2e$: interage fortemente com a matéria, perde energia rapidamente e para em pouquíssima distância. A caixa de aço inoxidável do enunciado é um exagero para ela — e é justamente por isso que a alternativa faz sentido.

Por que as outras caem:

• B (beta): exigiria $A_X = 0$ e $Z_X = -1$; a equação daria rádio-230, não rádio-226.

• C (próton): $A = 1$, $Z = 1$ → sobraria $^{229}_{\ 89}\mathrm{Ac}$.

• D (nêutron): $A = 1$, $Z = 0$ → sobraria $^{229}_{\ 90}\mathrm{Th}$, que ainda seria tório.

• E (pósitron): $A = 0$, $Z = +1$ → o número atômico subiria para 91.

Um detalhe que vale guardar: justamente por ser tão pouco penetrante, a partícula alfa é praticamente inofensiva do lado de fora do corpo — mas é a mais perigosa quando a fonte é inalada ou ingerida, porque deposita toda a energia num volume mínimo de tecido. Pouca penetração e alto dano local são o mesmo fato visto de dois ângulos.

A ideia em uma frase: perdeu 4 de massa e 2 de carga é alfa — e alfa para em qualquer barreira sólida.

Resposta: alternativa A.