Uma empresa chinesa divulgou em 2025 a produção de uma bateria que emprega uma tecnologia inovadora, permitindo a construção de dispositivos de pequenas dimensões com vida útil de várias décadas.

A configuração dessa bateria compreende três camadas: uma camada fina central contendo o radioisótopo artificial 63Ni circundada por duas camadas de um semicondutor de diamante.

O radioisótopo 63Ni é emissor de partículas beta começar estilo tamanho matemático 14px abre parênteses reto beta com menos 1 pré-subscrito fim do pré-subscrito com 0 pré-sobrescrito fecha parênteses fim do estilo e tem meia vida começar estilo tamanho matemático 14px abre parênteses reto t com 1 meio subscrito fim do subscrito fecha parênteses fim do estilo de 100 anos. A equação a seguir representa, de forma simplificada, o decaimento radioativo do 63Ni.

começar estilo tamanho matemático 14px Ni com 28 pré-subscrito com 63 pré-sobrescrito espaço seta para a direita espaço reto beta com menos 1 pré-subscrito fim do pré-subscrito com 0 pré-sobrescrito mais reto X com reto Z pré-subscrito com reto A pré-sobrescrito fim do estilo

As emissões radioativas decorrentes do decaimento radioativo do 63Ni da camada central da bateria são absorvidas e transformadas em corrente elétrica de baixa intensidade pelas camadas circundantes de semicondutor de diamante.

A figura 2 apresenta a estrutura tridimensional do diamante, com base na qual é produzido o semicondutor empregado nessa bateria.

a) Calcule a quantidade de nêutrons do radioisótopo 63Ni. Qual é o tipo de ligações químicas existentes entre os átomos de carbono que formam a estrutura tridimensional do diamante?

b) Calcule, em relação ao seu valor inicial, o percentual de atividade radioativa máxima do 63Ni presente na bateria após o período de 200 anos. Usando a notação começar estilo tamanho matemático 14px reto X com reto Z pré-subscrito com reto A pré-sobrescrito fim do estilo, represente o elemento químico formado no processo de decaimento do radioisótopo 63Ni.

a) Determinação do número de nêutrons: começar estilo tamanho matemático 14px Ni com 28 pré-subscrito com 63 pré-sobrescrito espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço espaço nêutrons espaço igual a espaço 63 espaço – espaço 28 espaço igual a espaço 35 fim do estilo

As ligações entre os átomos de carbono no diamante são ligações covalentes.

b) começar estilo tamanho matemático 14px 100 sinal de percentagem espaço seta para a direita com 100 espaço a n o s sobrescrito espaço 50 sinal de percentagem espaço seta para a direita com 100 espaço a n o s sobrescrito espaço 25 sinal de percentagem fim do estilo

Como a meia vida é de 100 anos, após 200 anos, a atividade percentual será de 25%.

Após o processo de decaimento, teremos:

começar estilo tamanho matemático 14px N com 28 pré-subscrito com 63 pré-sobrescrito i espaço seta para a direita espaço beta com menos 1 pré-subscrito fim do pré-subscrito com 0 pré-sobrescrito espaço mais espaço C com 29 pré-subscrito com 63 pré-sobrescrito u fim do estilo