- Um nêutron de
é emitido em um reator de fissão. Se ele perder metade de sua energia cinética em cada colisão com um átomo moderador, quantas colisões sofrerá quando se tornar um nêutron térmico, com energia de
?
Passo 1
O enunciado diz que um nêutron parte com energia cinética inicial de
e, a cada colisão com o moderador, perde metade da sua energia. Queremos saber quantas colisões são necessárias para que ele atinja a energia térmica de
. O conteúdo usado será decaimento geométrico de energia e propriedades de logaritmos.
Passo 2
Seja
a energia inicial e
a energia após
colisões. Como a energia cai pela metade a cada colisão, temos
Queremos
, isto é,
Passo 3
Isolando
, obtemos
Aplicando logaritmo decimal em ambos os lados,
logo
Passo 4
Calculemos a razão de energias. Como
e
,
Então
Passo 5
Sabemos que
. Portanto
Como o número de colisões deve ser inteiro, arredondamos para cima, pois só após completarmos a 26ª colisão a energia cairá abaixo de
.