Elaborado por: Carlos Craveiro Aquino

Iniciante

O Brasil possui duas Amazônias. A primeira todo mundo conhece, já a outra, apesar de ocupar toda a porção leste do país, ainda é quase secreta. É a Amazônia Azul, como a Marinha convencionou chamar o território submerso na costa brasileira. A área tem 4,4 milhões de km² de água salgada, e importância econômica incrível. Entretanto, escondidos sob as ondas, somente 5 submarinos patrulham essa imensidão. Para resolver isso, a Marinha traçou um plano para até 2047 ter 26 submarinos patrulhando nossa costa, contudo, a parte mais interessante desse plano é a ideia da construção do primeiro submarino brasileiro movido a propulsão nuclear em 2023. Com isso, o Brasil entraria para o seleto clube dos países que dominam a tecnologia nuclear.

Adaptado de: http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,ERT275468-17773,00.html

A tecnologia de propulsão nuclear referida no texto consiste em reatores que utilizam a fissão de núcleos atômicos para produção de energia elétrica. Sabendo que, ao se dividirem, os núcleos acabam perdendo massa que se converte em energia, indique qual lei química é violada durante esses processos.

1. Lei de Lavoisier
2. Lei de Dalton
3. Lei de Proust
4. Lei de Lambert-Bee

 

Intermediário

O Plutônio foi produzido pela primeira vez e isolado em 14 de dezembro de 1940, e era produzido pelo bombardeio de Urânio (Urânio – 238) por Deutério em um cíclotron de 150 centímetros na Universidade da Califórnia, Berkeley. No experimento de 1940, __________ foi criado diretamente pelo bombardeio liberando junto dois nêutrons, entretanto __________ se decompôs por __________ dois dias depois, o que indicou a formação do elemento 94 (especificamente, plutônio-238).

Com seus conhecimentos de química, qual alternativa preenche respectivamente os espaços no texto?

1. Berquélio – 242; Berquélio – 242; uma emissão alfa.
2. Neptúnio – 238; Neptúnio – 238; uma emissão beta.
3. Berquélio – 240; Berquélio – 240; uma emissão gama.
4. Neptúnio – 238; Neptúnio – 238; uma emissão alfa.
5. Amerício – 240; Amerício – 240; uma emissão beta.

Dados: Número Atômico do Urânio = 92; Número Atômico do Neptúnio = 93; Número Atômico do Plutônio = 94; Número Atômico do Amerício = 95; Número Atômico do Berquélio = 96.

 

Avançado

Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA) é o complexo formado pelo conjunto das usinas nucleares Angra 1, Angra 2 e Angra 3 (em construção), responsáveis pela produção de 3% da energia consumida no país - para comparação, a usina hidrelétrica de Itaipu gera 15%, de propriedade da Eletronuclear, subsidiária da Eletrobras. Elas são o resultado de um longo programa nuclear brasileiro que remonta à década de 1950 com a criação do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Angra 1 entrou em operação comercial em 1985 e, Angra 2, em 2001. A construção de uma terceira usina, Angra 3, foi iniciada há 35 anos, tem 62% das obras executadas, mas atualmente o canteiro encontra-se paralisado.

A instalação das usinas em Angra levou em conta justamente a proximidade tanto do Rio como de São Paulo. Dessa forma, é mais fácil transmitir a energia produzida para os grandes centros de consumo. Além disso, estar perto do mar é importante, já que é preciso muita água para resfriar o sistema - vale dizer que essa água não entra em contato com a radioatividade.

Em uma usina nuclear, a energia é gerada pelo processo de fissão nuclear do urânio - ou seja, a fissão através de um bombardeamento de um nêutron, que fissiona o núcleo em dois novos núcleos atômicos, sendo um deles o Bário – 141, e em três novos nêutrons - que ocorre dentro de uma estrutura chamada de reator.

A respeito das informações fornecidas pelo texto, responda por gentileza os itens a baixo:

1. Escreva a equação balanceada da fissão do Urânio.

2. Sabendo que a fissão do Urânio libera 19.54 TJ/mol, calcule a energia em J liberada pela fissão de um único núcleo de Urânio.

Uma pequena pastilha de urânio enriquecido, com o tamanho de uma bala, é capaz de produzir a mesma eletricidade que 22 caminhões tanques de óleo diesel.

3. Sabendo que a combustão do diesel libera 42091 kJ/kg, que a densidade do diesel é 0,853 kg/L e que um caminhão tanque tem capacidade para 15000 litros, calcule em Tera Joules a quantidade de energia que uma pastilha de Urânio é capaz de produzir.

4. Estime a massa da pastilha considerando que esta seja composta inteiramente por Urânio 235.

OBS: Consulte a tabela periódica para escrever o símbolo do outro elemento produzido pela fissão do Urânio.

Dados: Numero de Avogadro = 6,02 . 10^(23), Número Atômico do Bário = 56 , Número Atômico do Urânio = 92.