FUVEST 2011 — questão 10 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o que quer dizer “enriquecer urânio a 20%”.

Passo 1 — qual isótopo interessa. O urânio natural é quase todo ${}^{238}\text{U}$ (99,3%). O isótopo que sofre fissão com facilidade, e por isso serve de combustível em reatores (e em bombas), é o ${}^{235}\text{U}$, que é só 0,7% da amostra natural.

Passo 2 — o que é enriquecer. Enriquecer é separar os isótopos (eles têm quase a mesma química, mas massas um pouco diferentes) para aumentar a fração de ${}^{235}\text{U}$ na amostra. “Enriquecer a 20%” significa levar o ${}^{235}\text{U}$ de 0,7% para 20% do urânio da amostra.

Por que não as outras: (A) e (B) falam de quantidade de urânio, não da proporção entre isótopos. (C) é impossível: o ${}^{238}\text{U}$ já é 99,3%, não dá para “aumentá-lo” para 20%. (E) erra o número: com 20% de ${}^{235}\text{U}$, o ${}^{238}\text{U}$ cai para cerca de 80%, não para 20%.

⚠️ A armadilha: a (E). É verdade que, ao enriquecer, o ${}^{238}\text{U}$ diminui, mas os 20% da notícia se referem ao isótopo físsil, o ${}^{235}\text{U}$.

A ideia em uma frase: enriquecer urânio é aumentar a porcentagem do isótopo físsil, o ${}^{235}\text{U}$, que na natureza é só 0,7%.

Resposta: alternativa D (aumentar para 20% o ${}^{235}\text{U}$).