Dissertativa 9 - Conhecimentos Específicos e Redação - Santa Casa 2026

Leia o texto para responder às questões 09 e 10.

O Brasil iniciou em 2025 o desenvolvimento de microrreatores nucleares a partir de uma pesquisa realizada por diversas universidades, empresas e institutos de pesquisa em vários estados. Trata-se de um reator de pequeno porte no qual ocorrerá a fissão nuclear, ou seja, o processo de divisão do núcleo de átomos de urânio causada por uma reação em cadeia de nêutrons. Para controlar a reação, é preciso baixar a energia dos nêutrons utilizando moderadores, como a grafita, que é um alótropo do carbono, ou o óxido de berílio (BeO).

(https://revistapesquisa.fapesp.br, julho de 2025. Adaptado.)

O urânio natural é uma mistura de três isótopos radioativos, apresentados na tabela:

O urânio usado em reatores deve ter 5% do isótopo ${}^{235}\mathrm{U}$. Para isso, o urânio natural precisa passar por um enriquecimento isotópico, processo que consiste em aumentar o teor do isótopo ${}^{235}\mathrm{U}$ por meio de métodos como a difusão gasosa ou ultracentrifugação.
O material de partida para a produção do elemento combustível é o ${\mathrm{U}}_3{\mathrm{O}}_8$, óxido obtido a partir do minério de urânio. Esse óxido de urânio é transformado em ${\mathrm{UF}}_4$, de acordo com as reações representadas nas equações termoquímicas 1 e 2:

$$\begin{gathered} \mathrm{Equação} 1 {\mathrm{U}}_3{\mathrm{O}}_8\left(\mathrm{s}\right) +2{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{g}\right) \to 3{\mathrm{UO}}_2\left(\mathrm{s}\right) +2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right) ∆{\mathrm{H}}^0=-109 \mathrm{kJ}/\mathrm{mol} \\ \mathrm{Equação} 2 {\mathrm{UO}}_2\left(\mathrm{s}\right) +4\mathrm{HF}\left(\mathrm{g}\right) \to {\mathrm{UF}}_4\left(\mathrm{s}\right) +2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\left(\mathrm{g}\right) ∆{\mathrm{H}}^0=-176 \mathrm{kJ}/\mathrm{mol} \end{gathered}$$

O ${\mathrm{UF}}_4$ é transformado em ${\mathrm{UF}}_6$ gasoso, como mostra a equação 3. O ${\mathrm{UF}}_6$ será empregado no processo de enriquecimento isotópico.

$\mathrm{Equação} 3 {\mathrm{UF}}_4\left(\mathrm{s}\right)+{\mathrm{F}}_2\left(\mathrm{g}\right) \to {\mathrm{UF}}_6\left(\mathrm{g}\right) ∆{\mathrm{H}}^0=-247 \mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$

A reação do ${\mathrm{UF}}_6$ gasoso com vapor de água (${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$) resulta no composto ${\mathrm{UO}}_2{\mathrm{F}}_2$ sólido e no HF gasoso. Esse composto sólido de urânio é posteriormente convertido no material usado como combustível no reator nuclear.

a) Qual é o tipo de ligação química presente na substância simples empregada como moderadora da reação de fissão nuclear? Dê o nome do grupo da Classificação Periódica ao qual pertence o elemento metálico do BeO.

b) Calcule a massa molar aproximada do urânio enriquecido que contém 5% de urânio-235. Considerando a constante de Avogadro $= 6,0 \times {10}^{23} {\mathrm{mol}}^{–1}$, calcule a quantidade de átomos de urânio-235 no urânio natural.