UFRGS 2011 — questão 25 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: que radiação é emitida em cada uma das duas desintegrações.

Passo 1 — o que cada emissão faz com o número de massa A:

• partícula α (núcleo de hélio, $^{4}_{2}\alpha$): A diminui 4 e o número atômico Z diminui 2;

• partícula β (elétron): A não muda, Z aumenta 1;

• radiação γ (onda eletromagnética): não muda nem A nem Z.

Passo 2 — olhar os números de massa:

$$^{224}\text{Ra} \to {}^{220}\text{Rn}: \ 224 - 220 = 4$$

$$^{216}\text{Po} \to {}^{212}\text{Pb}: \ 216 - 212 = 4$$

Nos dois casos o número de massa cai 4. A única emissão que tira massa do núcleo é a alfa: são duas emissões α.

Conferindo pelos números atômicos: Ra tem Z = 88 e Rn, Z = 86; Po tem Z = 84 e Pb, Z = 82. Nos dois casos Z cai 2, exatamente o que a emissão α faz:

$$^{224}_{88}\text{Ra} \to {}^{220}_{86}\text{Rn} + {}^{4}_{2}\alpha$$

$$^{216}_{84}\text{Po} \to {}^{212}_{82}\text{Pb} + {}^{4}_{2}\alpha$$

⚠️ A armadilha: achar que, como os elementos são diferentes, ao menos um dos decaimentos seria β (alternativa B). A β também muda o elemento, mas mantém o número de massa; aqui a massa caiu 4 nos dois casos.

A ideia em uma frase: número de massa caindo 4 (e número atômico caindo 2) é a marca da emissão alfa; beta e gama não alteram o número de massa.

Resposta: alternativa A ($\alpha$ e $\alpha$).