Questão 126 — ENEM 2024 PPLCaderno azul · 2º Dia
Na fissão do urânio-235, esse átomo é dividido em átomos mais leves quando bombardeado por um nêutron.
Nos reatores nucleares, novas reações ocorrem a partir dos nêutrons liberados na fissão, caracterizando uma reação em cadeia. Essa reação é mais eficiente quando esses nêutrons têm energia cinética baixa. Por isso, é utilizada uma substância moderadora na qual os nêutrons possam colidir, transferindo parte da energia.
Considere que essas colisões são frontais e aproximadamente elásticas, que a substância moderadora é um alvo em repouso e que as velocidades dos nêutrons, υnf, e da substância moderadora, υsf, após a colisão, são:
em que mn é a massa do nêutron, ms é a massa da substância moderadora e υ0 é a velocidade inicial do nêutron.
A substância moderadora que promoverá a maior redução de velocidade dos nêutrons, nesse processo de colisão, será:
Alternativas
Resolução em Vídeo
Resolução
Ficha da Questão
- Matérias: Física → colisões elásticas; física nuclear
- Nível: Difícil
- Gabarito: A
Passo 1 — Leitura
- Comando: "A substância moderadora que promoverá a maior redução de velocidade dos nêutrons…"
- Fórmula: v_nf = ((m_n − m_s)/(m_n + m_s)) v₀.
Passo 2 — Conceitos
- Para anular v_nf, é preciso m_s = m_n.
- m_n ≈ 1 u; menor m_s disponível entre as opções é ²D (deutério, 2 u).
Passo 3 — Decodificação
- Quanto menor |m_n − m_s|/(m_n + m_s), maior a redução.
- Deutério gera fator 1/3 (melhor das opções).
Passo 4 — Resolução
Deutério (²D) → A.
Passo 5 — Análise
A) ²D. ✅ Massa mais próxima do nêutron.
B) ⁴He. ❌ Fator 3/5 (menor redução).
C) ¹²C. ❌ Fator 11/13.
D) ¹⁴N. ❌ Pior ainda.
E) ⁹⁴Br. ❌ Praticamente reflete o nêutron.
Gabarito: A
Passo 6 — Dica
- Padrão: moderadores eficientes = baixa massa (água pesada, grafite).
- Conexões: reator nuclear; moderação; colisão elástica 1D.