Contextualização

A reação nuclear é um conceito fundamental em química e física. Este processo acontece no núcleo dos átomos, onde pequenas partículas subatômicas se chocam umas com as outras, resultando em uma mudança na identidade do átomo. Nós vemos estas reações acontecendo no decorrer do tempo, na natureza, nas estrelas e até mesmo dentro do nosso próprio corpo.

Um conceito chave na reação nuclear é a vida média significando o tempo necessário para que metade dos núcleos em uma amostra decaiam. Assim, por exemplo, se uma amostra tem uma vida média de uma hora, após essa hora, metade dos núcleos terá decaído. A vida média é uma medida de quão rápido ocorre uma reação nuclear.

Compreender a reação nuclear e a vida média é crucial para entender processos como a datação por radiocarbono, a forma como as usinas nucleares produzem energia e como a medicina nuclear detecta e trata doenças. A reação nuclear nos dá uma visão profunda da natureza da matéria e da energia, e permite-nos manipulá-las para uma variedade de propósitos práticos.

Cada átomo tem o seu próprio tempo de vida média o qual pode variar de poucos segundos a milhões de anos. A vida média de um átomo é uma propriedade inerente que é determinada pelas forças fundamentais da natureza que atuam sobre o núcleo.

A seguir estão os materiais que você pode usar para se familiarizar mais com a reação nuclear e vida média:

1. Livro: Química: a Ciência Central - Brown, LeMay, Bursten, Murphy. Editora Pearson. (Em português)
2. Site: Brasil Escola - "O que é meia-vida em Química?". Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-meia-vida-quimica.htm (Em português)
3. Site: Manual do Mundo - "Decaimento radioativo e meia-vida: experimento com M&M's | Química". Disponível em: https://www.manualdomundo.com.br/decaimento-radioativo-e-meia-vida-experimento-com-mms/ (Em português)

Atividade Prática

Título da atividade: "Decifrando a Vida Média através do Jogo da Decadência Radioativa"

Objetivo do projeto:

Mathias, Léa e seus amigos devem colaborativamente entender o conceito de vida média e realizar experimentos práticos para visualizar e calcular a vida média.

Descrição detalhada do projeto:

Neste projeto, o grupo de estudantes irá realizar um experimento lúdico para entender o conceito de vida média de uma reação nuclear. Este experimento simulará o decaimento radioativo, um tipo de reação nuclear, usando um lote de moedas (ou feijões, ou qualquer outro objeto pequeno e contável). A cada "giro", metade dos núcleos (moedas) irá "decair". Este ciclo irá repetir várias vezes, e os estudantes irão observar a vida média.

Materiais necessários:

• Lote de 100 moedas (alternativamente, você pode usar feijões, M&M's ou qualquer coisa que seja pequena e contável)
• Cronômetro
• Papel e caneta para anotações
• Câmera para registrar o processo (opcional)

Passo a passo detalhado para a realização da atividade:

1. Reúna o seu grupo e explique o conceito de vida média e decaimento radioativo.
2. Distribua o lote de 100 moedas entre os membros do grupo.
3. Comece o experimento. Em cada "giro", cada membro do grupo deve jogar todas as suas moedas ao ar.
4. Depois que todas as moedas caírem, cada membro do grupo deve remover todas as moedas que caíram com a face para cima. Estas moedas representam os núcleos que decaíram.
5. Registre o tempo que demorou para completar cada "giro" e a quantidade de moedas remanescentes.
6. Repita os passos 3 a 5 até que todas as moedas tenham "decaído".
7. Com base em seus registros, calcule a vida média da sua amostra de moedas.
8. Discuta seus resultados em grupo.

Ao final da atividade, cada grupo deve produzir um relatório que inclua:

• Introdução: com base em suas pesquisas, contextualize a reação nuclear e a vida média. Explique o objetivo do projeto.
• Desenvolvimento: descreva em detalhes o experimento realizado, os passos seguidos e a metodologia usada. Apresente e discuta os resultados obtidos.
• Conclusão: retome os pontos principais, detalhe o que foi aprendido com a atividade e tire conclusões sobre o estudo da vida média.
• Bibliografia: liste as fontes consultadas durante o projeto.

Este projeto deve ser realizado em grupos de 3 a 5 alunos, com duração total de duas a quatro horas por estudante. Deve ser entregue em uma semana após a sua inicialização.