Questão 126 do Enem 2024 PPL: qual moderador freia mais os nêutrons

Na fissão do urânio-235, esse átomo é dividido em átomos mais leves quando bombardeado por um nêutron.

Nos reatores nucleares, novas reações ocorrem a partir dos nêutrons liberados na fissão, caracterizando uma reação em cadeia. Essa reação é mais eficiente quando esses nêutrons têm energia cinética baixa. Por isso, é utilizada uma substância moderadora na qual os nêutrons possam colidir, transferindo parte da energia.

Considere que essas colisões são frontais e aproximadamente elásticas, que a substância moderadora é um alvo em repouso e que as velocidades dos nêutrons, υ_nf, e da substância moderadora, υ_sf, após a colisão, são:

$$\upsilon_{nf} = \left(\frac{m_n - m_s}{m_n + m_s}\right)\upsilon_0$$

$$\upsilon_{sf} = \left(\frac{2\,m_n}{m_n + m_s}\right)\upsilon_0$$

em que m_n é a massa do nêutron, m_s é a massa da substância moderadora e υ₀ é a velocidade inicial do nêutron.

A substância moderadora que promoverá a maior redução de velocidade dos nêutrons, nesse processo de colisão, será:

1. A$^{2}_{1}\text{D}$
2. B$^{4}_{2}\text{He}$
3. C$^{12}_{6}\text{C}$
4. D$^{14}_{7}\text{N}$
5. E$^{94}_{38}\text{Sr}$

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