Duas pessoas estão a bordo de um pequeno barco parado próximo à margem do lago Paranoá: A, de massa igual a 70 kg, e B, de massa igual a 60 kg. A está posicionado na parte de trás do barco (ou seja, na parte mais distante da margem do lago), e B está inicialmente na parte dianteira do barco, a 3 metros de distância de A (ou seja, o comprimento do barco é de 3 metros). Posteriormente, B se posiciona ao lado de A, na traseira do barco. Considerando-se que o barco possui 50 kg de massa uniformemente distribuída, e que não há atrito no movimento relativo entre o barco e a água do lago, a distância em metros, em que o barco se aproximou da margem é de

Uma partícula, de massa 1 !$ Kg !$, se move ao longo do eixo !$ x !$ sob ação de uma força dependente da posição dada por !$ F(x) !$ = !$ Ax+B !$, em que !$ A= !$ 2 !$ N !$/!$ M !$ e !$ B= !$ 5 !$ N !$. Sabendo que a partícula está em repouso em !$ x= !$ 0 !$ m !$, e que a única força que atua sobre ela é !$ F(x) !$, a velocidade, em !$ m !$/!$ s !$, quando a partícula estiver na posição !$ x= !$ 5 !$ m !$ será igual a

Uma grandeza fundamental para o funcionamento de um reator nuclear é a potência !$ P !$, cuja equação é dada por !$ P\,= !$!$ Φ !$!$ Nσ_fω !$. Acerca desse assunto, assinale a alternativa correta.

A respeito dos detectores de radiação, assinale a alternativa correta.

No que se refere à operação dos reatores nucleares, assinale a alternativa correta.

O urânio encontrado na natureza é constituído, basicamente, por urânio-235 e urânio-238, na proporção de 0,7% e 99,3%, respectivamente. Apenas o urânio-235 é físsil, por isso, no processo de elaboração do combustível utilizado nos reatores nucleares, deve-se enriquecer o urânio, ou seja, aumentar a sua proporção. Essa diferença na proporção desses dois isótopos na composição do urânio encontrado naturalmente pode ser explicada pelo fato da grande diferença entre as suas vidas-médias. Enquanto o urânio-238 tem uma vida-média de aproximadamente 4,51. 10⁹ anos, o urânio-235 tem vidamédia de apenas 7,13. 10⁸ anos. Ou seja, o urânio-235 decai mais rápido que o urânio-235. A quantidade de bilhões de anos em que o enriquecimento do urânio era de 4% é aproximadamente

(Use ln 2 = 0,69)

O controle da temperatura do núcleo de um reator nuclear é crucial, tanto para o bom funcionamento do reator quanto para a segurança do sistema. Ao elaborar um projeto de construção de um reator nuclear, o profissional responsável deve basear-se nos conhecimentos acerca de transferência de calor e aplicá-los aos elementos que constituem o reator. Considere, hipoteticamente, que um centro de pesquisa esteja projetando um reator nuclear. Os pesquisadores planejam utilizar como combustível, barras cilíndricas contendo urânio enriquecido. Sabendo que o diâmetro da barra é de 2 centímetros e que o calor é gerado no centro da barra a uma taxa constante de 2,5. 10⁷ !$ W_{/m^3} !$ , e que a condutividade térmica do urânio enriquecido é 25 !$ W_{/m.K} !$, e supondo que, nesse contexto, a única forma que o calor se propaga é por condução, então a máxima variação de temperatura, em Kelvin, entre o centro da barra cilíndrica e sua superfície é dada por

(Considere que o calor se propague na direção radial.)

)Tabela: Fatores de acúmulo (buildup factors)

Acervo pessoal

Uma empresa que atua na área nuclear planeja construir um escudo plano para conter radiação gama. Ela desenvolveu uma liga metálica com poder de proteção maior que o chumbo. A fonte de radiação pode ser considerada um feixe unidirecional de 1 MeV que incide perpendicularmente no escudo. A taxa de exposição sem o escudo é de 50 !$ R !$/!$ h !$. Sabendo que 50 !$ \times !$ 3,65 !$ \times !$ e!$ e^{-11,2} !$ = 0,0025 e considerando a tabela apresentada, a largura do escudo de chumbo para reduzir a taxa de exposição para 2,5 !$ mR !$/!$ h !$ deve ser igual a.

(considere que o coeficiente de relaxação da liga metálica para fótons a 1 MeV é !$ μ !$ !$ = !$ 0,80 !$ cm^{-1} !$, e os fatores de acúmulo (buildup factors) !$ Bm(μx) !$ para algumas espessuras !$ x !$ do escudo da liga metálica – dados referentes ao número de comprimentos de relaxação !$ μx !$ – estão disponíveis na Tabela 1).

Um pesquisador estava analisando uma reação nuclear ocorrida em um reator nuclear. Ele estava em dúvida quanto a um nuclídeo obtido como produto, porém lembrou-se de que existem leis de conservação que podem ser utilizadas na análise de reações nucleares. A seguir, considere a reação analisada pelo pesquisador.

!$ \overset{4}{2}He+\overset{6}{3}Li →X+\overset{1}{1}H !$

O nuclídeo X é dado por

A respeito do processo de enriquecimento de urânio, assinale a alternativa correta.