Question

A fissão nuclear do 235U por nêutrons térmicos é um dos processos fundamentais para a operação de reatores nucleares. Considere uma das possíveis reações de fissão: O valor Q da reação, que representa a energia liberada, é dado por Q = ∆m ∙ c2, onde Δm é o "defeito de massa", ou seja, a diferença entre a massa total dos reagentes e a massa total dos produtos. Para esta reação, foi calculado um defeito de massa de: ∆m = 3,0893 ∙ 10−28 kg Sabendo que: 1kg. c2 ≈ 8,98755179 ∙ 1016 J/kg, Assinale a opção incorreta.

Accepted Answer

B) O valor de Q de uma reação nuclear, definido como Q = [∑ m(reag) − ∑ m(prod)]. c2, representa diretamente a energia liberada ou absorvida no processo. Um valor positivo de Q indica que a reação é exotérmica, resultando em produtos com maior energia cinética total que os reagentes.

Answer

A) No processo de fissão do 235U, o cálculo do defeito de massa de ∆m = 3,0893 ∙ 10−28 kg comprova que a soma das massas dos produtos é inferior a soma das massas dos reagentes, em um processo de conversão direta de massa em energia térmica.

Answer

C) O valor de Q ≈ 2,8 ∙ 10−11 J para essa reação de fissão é resultado do defeito de massa entre reagentes e produtos. Como Q é positivo, a reação é exotérmica, e a energia equivalente à variação de massa é liberada predominantemente como energia cinética dos fragmentos de fissão e nêutrons, sendo subsequentemente convertida em energia térmica através das colisões no interior do reator.

Answer

D) Em qualquer reação nuclear isolada, a soma da energia de repouso e da energia cinética de todas as partículas envolvidas (reagentes e produtos) permanece constante. O chamado "defeito de massa" não representa uma violação da conservação de massa, mas sim a conversão dessa massa em energia cinética (ou vice-versa), de acordo com o princípio de 2 equivalência de Einstein, E = ∆m ∙ c . 235

Answer

E) A reação de fissão do U apresentada é apenas uma de muitas possibilidades estatísticas. O processo gera uma distribuição bimodal de fragmentos, podendo produzir 95 139 diversos pares de núcleos, como Sr + Xe ou 94Zr + 140Ce, desde que seja satisfeito o balanço de massa e energia.

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