ENEM 2020 PPL — questão 130 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o número de massa do núcleo filho depois de duas emissões alfa.

Passo 1 — o que a partícula alfa leva embora. O enunciado já diz: são "núcleos de hélio formados por dois prótons e dois nêutrons". Logo:

$$\alpha = {}^{4}_{2}\text{He} \;\Rightarrow\; \text{cada emissão retira } \mathbf{4} \text{ do número de massa e } 2 \text{ do número atômico}$$

Passo 2 — aplicar duas vezes. O número de massa é a soma de prótons e nêutrons, e ele se conserva na equação nuclear:

$$A_{\text{filho}} = 226 - 2 \times 4 = 226 - 8 = \mathbf{218}$$

Resposta: alternativa E (218).

Escrevendo a equação completa, para ver que tudo fecha dos dois lados:

$${}^{226}_{\ 88}\text{Ra} \;\longrightarrow\; {}^{218}_{\ 84}\text{Po} + 2\,{}^{4}_{2}\text{He}$$

Massa: $226 = 218 + 8$ ✓ · Carga: $88 = 84 + 4$ ✓. O núcleo filho é o polônio-218 — e ele também é instável, continuando a série radioativa do urânio até parar no chumbo-206.

A armadilha da alternativa (C), 222: é o resultado de uma emissão só ($226 - 4$). Quem lê rápido e não vê o "duas partículas" marca essa — e ela é uma resposta real e famosa: $^{222}\text{Rn}$, o gás radônio, o produto do primeiro decaimento do rádio-226.

A armadilha da (A), 226: é achar que a emissão alfa não muda a massa.

O que a partícula alfa NÃO muda, e vale saber: ela não altera o número de nêutrons por próton de forma arbitrária — retira dois de cada. Já a emissão beta não muda o número de massa (um nêutron vira próton), e a gama não muda nem massa nem carga (é só energia saindo). São três regras curtas que resolvem quase toda questão de decaimento.

A ideia em uma frase: cada alfa leva 4 de massa e 2 de carga — duas alfas levam 8 e 4.