Asão responsáveis pela maioria das fissões do ²³⁵U.
Bsão expelidos dentro de 1,0 x 10– ¹⁴ segundos após o evento de fissão.
Catingiram o equilíbrio térmico com o meio circundante.
Dsão produzidos a partir do decaimento radioativo de certos fragmentos de fissão.
Esão emitidos com energia cinética média de 2,0 MeV
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GabaritoD — são produzidos a partir do decaimento radioativo de certos fragmentos de fissão.
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Nêutrons atrasados na fissão nuclear
Gabarito: letra D. Nêutrons atrasados são produzidos a partir do decaimento radioativo de certos fragmentos de fissão — eles não são emitidos diretamente no evento de fissão, mas sim liberados posteriormente, quando núcleos-filhos instáveis (fragmentos de fissão) decaem por emissão de nêutrons. Essa é a definição clássica que distingue os nêutrons atrasados dos nêutrons prontos (prompt), que são emitidos em cerca de s após a fissão.
Na fissão nuclear do urânio-235, o núcleo se divide em dois fragmentos (por exemplo, estrôncio e xenônio, ou criptônio e bário) e libera, em média, 2 a 3 nêutrons. A grande maioria desses nêutrons é emitida imediatamente — são os nêutrons prontos, com energia média em torno de 2 MeV. Porém, uma pequena fração (cerca de 0,65% no U-235) é emitida tardiamente, após o decaimento beta de certos fragmentos de fissão que ficam em estados altamente excitados. Esses fragmentos, ao sofrerem decaimento beta, podem deixar o núcleo resultante em um estado de energia tão alto que ele emite um nêutron — é o nêutron atrasado.
A importância prática dos nêutrons atrasados é enorme: eles são responsáveis por tornar possível o controle da reação em cadeia em um reator nuclear. Sem eles, o tempo entre gerações de nêutrons seria da ordem de s, rápido demais para qualquer mecanismo de controle mecânico. Com os nêutrons atrasados, o tempo efetivo entre gerações aumenta para cerca de 0,1 s, permitindo que as barras de controle ajustem a reatividade com segurança.
A banca explora exatamente a confusão entre nêutrons prontos e atrasados: as alternativas A, B e E descrevem características dos nêutrons prontos, enquanto a D descreve corretamente a origem dos atrasados.
Alternativa A — ❌ Incorreta
Afirma que os nêutrons atrasados são responsáveis pela maioria das fissões do U-235. Na verdade, a maioria das fissões é causada pelos nêutrons prontos, que são emitidos imediatamente e em maior número. Os nêutrons atrasados representam uma fração muito pequena (menos de 1%) do total de nêutrons emitidos — eles não são os principais responsáveis pela manutenção da reação em cadeia, embora sejam essenciais para o seu controle.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Diz que os nêutrons atrasados são expelidos dentro de s após a fissão. Esse é o tempo característico dos nêutrons prontos, que são emitidos quase instantaneamente no evento de fissão. Os nêutrons atrasados, por definição, são emitidos depois — com atrasos que variam de frações de segundo até vários segundos, dependendo do fragmento precursor. O valor de s é um distrator clássico: quem confunde os dois tipos marca esta alternativa.
Alternativa C — ❌ Incorreta
Afirma que nêutrons atrasados atingiram o equilíbrio térmico com o meio circundante. Isso descreve os nêutrons térmicos, que são nêutrons que perderam energia por colisões com o moderador (como água ou grafite) até ficarem em equilíbrio térmico com o meio. Essa é uma característica dos nêutrons que participam da fissão em reatores térmicos, não uma definição de nêutrons atrasados. A confusão aqui é entre a energia do nêutron (térmico vs. rápido) e o tempo de emissão (pronto vs. atrasado).
Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Esta é a definição correta: nêutrons atrasados são produzidos a partir do decaimento radioativo de certos fragmentos de fissão. O processo é o seguinte: após a fissão, alguns fragmentos (como o bromo-87 ou o iodo-137) são ricos em nêutrons e instáveis. Eles sofrem decaimento beta, transformando um nêutron em próton, mas o núcleo resultante pode ficar em um estado de energia tão alto que emite um nêutron imediatamente. Esse nêutron é o "atrasado", porque só aparece após o decaimento do fragmento, não no instante da fissão.
Alternativa E — ❌ Incorreta
Afirma que os nêutrons atrasados são emitidos com energia cinética média de 2,0 MeV. Esse valor é típico dos nêutrons prontos, que são emitidos diretamente na fissão com energias da ordem de 1 a 2 MeV. Os nêutrons atrasados, por serem emitidos após o decaimento beta, têm energias menores — tipicamente na faixa de 0,3 a 0,6 MeV. A banca troca a energia característica de um tipo pelo outro.
NÃO CAIA NESSA!
A banca adora inverter as características dos dois tipos de nêutrons: o que é "pronto" (emissão imediata, energia ~2 MeV, maioria das fissões) aparece como se fosse "atrasado". A palavra-chave é tempo: se a alternativa fala em s ou em 2 MeV, ela está descrevendo o nêutron pronto. Nêutron atrasado = vem do decaimento de fragmentos, depois da fissão. Com esse filtro, você elimina A, B e E na hora. 💪
PEGA ESSA DICA!
Para fixar, monte um quadro mental: prontos = imediatos, rápidos, maioria, ~2 MeV; atrasados = tardios, vêm do decaimento beta de fragmentos, minoria, essenciais para o controle do reator. Em provas de física nuclear, essa distinção é recorrente — memorize a origem de cada um e o papel no reator.