Questão 69 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

Vamos analisar as informações do enunciado sobre o decaimento do iodo-131 e aplicar os conceitos de radioatividade, como os tipos de emissão e o tempo de meia-vida.

O enunciado nos diz que o iodo-131 emite radiação gama ($\gamma$) e partículas beta ($\beta$), e possui um tempo de meia-vida ($t_{1/2}$) de $8 \text{ minutos}$. Vamos avaliar cada alternativa com base nesses dados:

A) Incorreta. A partícula beta ($\beta$) é, na verdade, um elétron em alta velocidade emitido pelo núcleo, possuindo carga negativa ($-1$). A radiação gama ($\gamma$) é uma onda eletromagnética e não possui carga. Portanto, não há produção de partícula com carga positiva nesse decaimento específico.

B) Incorreta. A datação de fósseis exige radioisótopos com tempos de meia-vida muito longos, na escala de milhares ou milhões de anos (como o carbono-14, cuja meia-vida é de aproximadamente $5730 \text{ anos}$). O iodo-131 tem meia-vida de apenas $8 \text{ minutos}$, o que o torna inútil para datar objetos antigos, pois decai quase completamente em poucas horas.

C) Incorreta. No decaimento beta, um nêutron do núcleo se transforma em um próton, um elétron (partícula beta) e um antineutrino. Como as massas do próton e do nêutron são praticamente iguais, o número de massa ($A$) do átomo permanece o mesmo. O elemento químico muda (pois o número atômico $Z$ aumenta em $1$), mas o número de massa não se altera. A emissão gama também não altera o número de massa.

D) Incorreta. A radiação gama é uma onda eletromagnética (como a luz visível, o raio-X etc.). Ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio material para se propagar, podendo viajar perfeitamente no vácuo.

E) Correta. O tempo de meia-vida é o tempo necessário para que a massa de uma amostra radioativa se reduza à metade. Partindo de uma massa inicial $m_0$, após uma meia-vida ($8 \text{ minutos}$) teremos $\frac{m_0}{2}$. Após duas meias-vidas ($8 + 8 = 16 \text{ minutos}$), a massa se reduz novamente à metade, resultando em $\frac{m_0}{4}$ (um quarto da massa inicial). Como $16 \text{ minutos}$ é menor que meia hora ($30 \text{ minutos}$), a afirmação está correta.