UESB 2020

Nas reações nucleares, é comum a emissão de radiação gama, tipo de radiação eletromagnética de alta frequência. Este tipo de radiação muito energética também é produzido em fenômenos astrofísicos de grande violência. Possui comprimento de onda de alguns picômetros até comprimentos muito menores. Entretanto as leis da Física clássica deixam de funcionar em comprimentos menores que $1,6 \times 10^{-35}\text{ m}$, conhecido como comprimento de Planck, e este é, teoricamente, o limite inferior para o comprimento de onda dos raios gama.

Sabendo-se que um raio gama se propaga no vácuo com velocidade igual a $300.000\text{ km/s}$, então é possível deduzir que a sua frequência de oscilação tem ordem de grandeza, em Hz, igual a

LINAC, sigla em inglês de Linear Particle Accelerator (Acelerador de Partículas Linear), é, como o seu nome indica, um acelerador de partículas linear (forma retilínea) e que tem como finalidade aumentar a velocidade de partículas subatômicas eletricamente carregadas, os íons. Para acelerar as partículas, a máquina envia uma série de oscilações elétricas no sentido do feixe. Este método de acelerador foi inventado em 1928 por Rolf Widerøe. Os LINACs são usados em várias aplicações, desde a criação de raios X para fins médicos, como em injetores de aceleradores a alta energia, e também para investigar as propriedades das partículas subatômicas.

O desenho do LINAC depende do tipo de partículas que se quer acelerar: elétrons, prótons, íons. As suas dimensões vão do tubo de raios catódicos, como o das televisões (dezena de centímetros), ao LINAC 2 (dezena de metros) do CERN em Genebra ou o do Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) ($3,2\text{ km}$) em Stanford, Califórnia.

De acordo com o texto, considere uma partícula colocada no SLAC para ser acelerada desde o repouso até sair do tubo com velocidade igual a $8,0\text{ km/s}$.

Assim, conclui-se que o valor da aceleração a ser impressa deve ser igual, em $\text{km/s}^2$, a

A imagem ilustra todo o processo descrito de uma usina nuclear, que é formada basicamente por três fases, a primária, a secundária e a refrigeração. Em uma fase inicial, o urânio é colocado no vaso de pressão. Com a fissão, há a produção de energia térmica. No sistema primário, a água é utilizada para resfriar o núcleo do reator nuclear. Uma vez no sistema secundário, a água aquecida pelo sistema primário transforma-se em vapor de água em um sistema chamado gerador de vapor. O vapor produzido no sistema secundário é aproveitado para movimentar a turbina de um gerador elétrico. O vapor de água produzido no sistema secundário volta ao estado líquido através de um sistema do condensador que, por sua vez, é resfriado por um sistema de refrigeração de água. Esse sistema bombeia água fria, através de circuitos de resfriamento que ficam dentro do condensador.

A partir da análise dessas informações, conclui-se:

O gerador elétrico presente na usina nuclear é uma aplicação da indução magnética, ou eletromagnética, esse dispositivo é responsável por produzir a força eletromotriz que sai da usina. Com protótipos desses dispositivos, é possível produzir pequenas f.e.m. com um experimento bem simples. Considere uma espira quadrada com $0,6\text{ m}$ de lado que está totalmente imersa num campo magnético uniforme e intensidade magnética igual a $5,0\text{ Wb/m}^2$ e perpendicular às linhas de indução. Gira-se essa espira até que ela fique paralela às linhas de campo. Sabendo-se que essa espira levou $0,4\text{ s}$ para mudar de posição, dessa forma conclui-se que o valor da f.e.m induzida na espira é igual, em V, a

A fissão nuclear é uma alternativa na produção de energia de forma mais eficiente e limpa, pois não emite gases. Os reatores nucleares são capazes de controlar a violência do processo de fissão desacelerando a ação dos nêutrons para que não ocorra uma explosão. A esse tipo de energia damos o nome de Energia Nuclear. O processo ocorre em decorrência da incidência do nêutron sobre o núcleo atômico. Ao bombardear de forma acelerada o átomo que tem um núcleo fissionável, ele se parte em dois. Com isso, surgem dois novos núcleos e são liberados até 3 nêutrons e grande quantidade de energia. Os nêutrons liberados podem atingir outros núcleos e originar novos nêutrons. Assim, tem início uma reação em cadeia, ou seja, um processo contínuo que libera uma grande quantidade de energia nuclear.

De acordo com essas informações, considere que o conjunto formado pelos 3 nêutrons liberados no processo acima tem energia igual a E, velocidade correspondente a v cada e massa m cada.

Dessa forma, conclui-se que a velocidade de cada nêutron pode ser expressa como