ENEM 2020 — questão 99 de Física
Enunciado em texto
Embora a energia nuclear possa ser utilizada para fins pacíficos, recentes conflitos geopolíticos têm trazido preocupações em várias partes do planeta e estimulado discussões visando o combate ao uso de armas de destruição em massa. Além do potencial destrutivo da bomba atômica, uma grande preocupação associada ao emprego desse artefato bélico é a poeira radioativa deixada após a bomba ser detonada.
Qual é o processo envolvido na detonação dessa bomba?
a) Fissão nuclear do urânio, provocada por nêutrons.
b) Fusão nuclear do hidrogênio, provocada por prótons.
c) Desintegração nuclear do plutônio, provocada por elétrons.
d) Associação em cadeia de chumbo, provocada por pósitrons.
e) Decaimento radioativo do carbono, provocado por partículas beta.
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual processo nuclear ocorre na detonação de uma bomba atômica.
Passo 1 — o nome certo. A bomba atômica (do tipo lançado em Hiroshima) funciona por fissão nuclear: um núcleo pesado e instável, o urânio-235, é atingido por um nêutron, fica excitado e se parte em dois núcleos menores, liberando energia:
Passo 2 — por que o nêutron, e não o próton ou o elétron. É o detalhe que separa as alternativas. O nêutron não tem carga: ele atravessa a barreira de repulsão elétrica do núcleo (que é positivo) e chega até lá. Um próton seria repelido; um elétron seria atraído para a eletrosfera e não teria energia para provocar a fissão.
Passo 3 — de onde vem a reação em cadeia. Cada fissão libera 2 ou 3 nêutrons novos, que provocam novas fissões. Se houver massa suficiente (a massa crítica), o processo se multiplica em microssegundos — é isso que faz a bomba.
Passo 4 — e a poeira radioativa que o enunciado menciona. Os fragmentos da quebra são, eles próprios, núcleos instáveis. Eles continuam decaindo por muito tempo depois da explosão — é o fallout, a preocupação que o texto levanta.
Resposta: alternativa A (fissão nuclear do urânio, provocada por nêutrons).
Por que as outras caem:
(B) fusão do hidrogênio é o processo da bomba de hidrogênio (termonuclear) e das estrelas — e não é provocada por prótons: exige temperaturas de milhões de graus para vencer a repulsão elétrica.
(C) o plutônio realmente pode ser usado, mas por fissão provocada por nêutrons, não por "desintegração provocada por elétrons".
(D) chumbo é o produto final e estável das séries radioativas naturais — é justamente onde o decaimento para. Nada de cadeia com chumbo.
(E) o decaimento do carbono-14 é lento (meia-vida de 5 730 anos) e serve para datação arqueológica; não libera energia explosiva.
A ideia em uma frase: fissão é quebrar núcleo pesado, e quem consegue entrar nele é o nêutron, porque não tem carga.
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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