Simulado FUVEST 2027 (2ª edição) — questão 23 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: identificar $x$, $y$ e $z$ nas três reações que transformam tório-232 em urânio-233.

A regra é sempre a mesma: o número de massa $A$ (em cima) e o número atômico $Z$ (embaixo) se conservam em cada reação. Basta fechar as contas dos dois.

Reação 1: $^{232}_{90}\text{Th}+x\rightarrow{}^{233}_{90}\text{Th}$. A massa sobe de 232 para 233 ($\Delta A=+1$) e o $Z$ não muda ($\Delta Z=0$). Partícula com $A=1$ e $Z=0$: o nêutron.

Reação 2: $^{233}_{90}\text{Th}\rightarrow{}^{233}_{91}\text{Pa}+y$. A massa fica igual ($\Delta A=0$) e o $Z$ sobe de 90 para 91. Quem faz isso é a emissão beta ($\beta^-$): um nêutron vira próton e o núcleo cospe um elétron, com $A=0$ e carga $-1$.

Reação 3: $^{233}_{91}\text{Pa}\rightarrow{}^{233}_{92}\text{U}+z$. Mesma situação: $A$ constante, $Z$ sobe um. Beta de novo.

Por que não pode ser próton nas reações 2 e 3? Emitir um próton tiraria uma unidade de massa e uma de carga do núcleo — o $A$ cairia para 232 e o $Z$ diminuiria. Aqui o $Z$ aumenta com $A$ parado, o que só o decaimento beta faz.

Resposta: alternativa A — nêutron, beta e beta.