A questão 101 do Enem 2021 PPL (caderno azul, Dia 2) é de Ciências da Natureza (Física) e cobra o poder de penetração das radiações ionizantes. O gabarito é a alternativa A (alfa). Abaixo você confere o enunciado, a resolução passo a passo e por que cada alternativa errada engana tantos candidatos.
Enunciado da questão 101 do Enem 2021 PPL
As radiações ionizantes são caracterizadas por terem energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo. Ao interagirem com os tecidos do corpo humano, dão origem a diversos efeitos, que podem levar à morte de células. Os principais tipos de radiação ionizante são as radiações gama (originadas em transições nucleares), raios X (originados em transições eletrônicas), alfa (núcleos de hélio), elétrons e nêutrons. O quadro apresenta algumas propriedades para esses diferentes tipos de radiação.
Para uma mesma intensidade de radiação, a que tem o menor poder de penetração em tecidos é a radiação
A) alfa.
B) gama.
C) raios X.
D) elétrons.
E) nêutrons.
Resolução comentada da questão 101
Matérias necessárias para resolver a questão
- Física Moderna: Radioatividade e emissões nucleares.
- Química Geral: Estrutura atômica (prótons, nêutrons e elétrons).
- Biofísica: Interação da radiação com tecidos biológicos.
Tema e objetivo geral
Identificar o comportamento das radiações ionizantes ao atravessarem a matéria, relacionando suas propriedades físicas (massa e carga) com a capacidade de penetração em tecidos vivos.
Nível da questão
Fácil. A questão fornece uma tabela com as pistas necessárias. O aluno precisa apenas associar que “corpos maiores e mais carregados” encontram mais dificuldade para atravessar obstáculos pequenos (átomos dos tecidos).
Gabarito da questão 101: alternativa A
Alternativa A (alfa). Devido à sua grande massa (4 u.m.a) e alta carga elétrica (+2), a partícula alfa interage intensamente com qualquer matéria que encontra, perdendo sua energia rapidamente e parando logo na superfície (pele).
Passo 1: o que a questão pede (o mapa da mina)
Decodificação do Objetivo: A missão é descobrir qual desses “projéteis” microscópicos é o mais “fraco” na hora de atravessar uma barreira física, como a pele humana.
Simplificação Radical: Imagine uma corrida em uma floresta fechada. A radiação Gama é como um fantasma (atravessa as árvores sem bater). A radiação Alfa é como um elefante (bate na primeira árvore e para). O desafio é identificar quem é o “elefante” na tabela fornecida.
Nosso Plano de Ataque será o seguinte:
- Analisar a Tabela: Observar quem tem os maiores valores de massa e carga.
- Relacionar Massa/Carga com Obstáculo: Entender que quanto maior o “tamanho”, maior a chance de colisão.
- Concluir a Penetração: O que colide mais, atravessa menos.
Passo 2: radiações ionizantes
Para esta investigação, utilizaremos o Dossiê de Balística Nuclear:
- Poder de Ionização: Capacidade de arrancar elétrons. Partículas grandes (Alfa) fazem isso muito bem, mas “se cansam” rápido.
- Poder de Penetração: Capacidade de percorrer distâncias dentro da matéria.
- Regra de Ouro da Penetração:
- Ondas Eletromagnéticas (Gama/X): Sem massa e sem carga. São “transparentes” para a matéria. Penetração ALTÍSSIMA.
- Partículas Pequenas (Elétrons/Beta): Massa desprezível. Penetração MÉDIA.
- Partículas Grandes (Alfa): Massa 4 (núcleo de Hélio) e carga +2. São gigantes perto das outras. Penetração BAIXÍSSIMA.
Passo 3: resolução passo a passo (mão na massa)
Vamos executar a análise baseada nos dados da tabela:
- Investigando a Radiação Alfa: A tabela mostra massa = 4 e carga = +2. Na escala subatômica, ela é um “tanque de guerra”. Ao entrar no tecido humano, ela encontra milhões de elétrons e núcleos. Por ser muito grande e muito positiva, ela é atraída e repelida o tempo todo, perdendo toda sua energia em frações de milímetro.
- Comparando com as outras:
- Elétrons são 8.000 vezes menores que a Alfa (massa 1/2000).
- Gama e Raios X nem massa têm.
- Nêutrons têm massa 1, mas não têm carga para “grudar” nos elétrons.
ARMADILHA CLÁSSICA!
CUIDADO! O erro mais comum aqui é confundir Poder de Penetração com Dano Biológico. A radiação Alfa é a que menos penetra (uma folha de papel ou a camada de células mortas da pele a bloqueiam). PORÉM, se você respirar ou engolir uma fonte Alfa, ela é a mais perigosa, pois destrói tudo ao redor de onde parou. Lembre-se: o comando pede quem atravessa menos, não quem é “mais bonzinho”.
A Bússola (O Perfil do Culpado)
- Síntese do raciocínio: Quanto maior a partícula e sua carga, mais ela interage com a matéria e menos ela penetra. Alfa é a campeã de massa e carga na tabela.
- Expectativa: A resposta deve ser Radiação Alfa.
Passo 4: alternativas comentadas (a autópsia)
A) alfa.
- Análise: Perfeito. É a partícula “pesada” do grupo. Sua interação com a matéria é tão forte que ela é bloqueada pela epiderme humana.
- Conclusão: 🟢 Alternativa correta.
B) gama.
- Narrativa do Erro: O aluno pode confundir os extremos da escala.
- Diagnóstico do Erro: Contradição Direta. A Gama é a mais penetrante; exige paredes de concreto ou chumbo para ser barrada.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
C) raios X.
- Narrativa do Erro: O aluno associa ao exame médico e acha que “parar no osso” significa pouca penetração.
- Diagnóstico do Erro: Erro de Escala. Raios X atravessam toda a pele e músculos facilmente, o que já é muito mais que a Alfa.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
D) elétrons.
- Narrativa do Erro: O aluno vê a carga -1 e acha que isso a segura.
- Diagnóstico do Erro: Penetração intermediária. Elétrons penetram alguns centímetros no tecido, bem mais que a Alfa.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
E) nêutrons.
- Narrativa do Erro: O aluno vê massa 1 e acha que é pesado o suficiente para parar.
- Diagnóstico do Erro: Falta de Carga. Por serem neutros, os nêutrons não são atraídos pelos elétrons das células, o que permite que eles viajem profundamente.
- Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.
Passo 5: resumo e aprendizagem expandida
A resposta final é a Alternativa A. Entender a penetração das radiações é a base da Radioproteção moderna, permitindo que médicos e técnicos usem o isolamento correto para cada situação.
Resumo-flash (A Imagem Mental):
“Alfa é o elefante (para no muro), Gama é o fantasma (atravessa tudo)!”
🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Este princípio é usado na Medicina Nuclear para tratar tumores. Cientistas desenvolvem drogas que carregam emissores Alfa direto para dentro do câncer. Por que Alfa? Porque como ela não penetra quase nada, ela vai destruir apenas as células do tumor onde ela “pousou”, sem atravessar e danificar os órgãos saudáveis que estão ao redor. É a “terapia de curto alcance” mais eficiente da oncologia moderna.
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