Questões de Concurso Sobre física atômica e nuclear em física

Um dos maiores desastres ambientais causados por radiação do mundo aconteceu em setembro de 1987, quando dois catadores de material reciclável abriram um aparelho radiológico que estava abandonado em um antigo hospital na cidade de Goiânia e encontraram um pó branco, que emitia uma luminosidade azul. Tratava-se do 

Sobre os princípios físicos da ressonância magnética, assinale a alternativa correta:

A análise dos espectros de emissão permite identificar a constituição de diferentes corpos ou elementos, como é o caso do Sol, por exemplo.
Qual das afirmativas abaixo faz uma caracterização verdadeira sobre os espectros de emissão e absorção?

Raio X é um exame de diagnóstico por imagem que usa radiação ionizante para produzir imagens de diversas partes internas do corpo, a partir de raios que atravessam a região observada, sendo, parte deles, absorvida pelas estruturas anatômicas. Ao analisar uma chapa fotográfica, a diferença de tonalidade permite identificar as diferentes estruturas.
Qual das opções a seguir melhor justifica o fato de, em uma chapa fotográfica de raio-X, observarmos imagens mais claras nas posições correspondentes a objetos mais densos?

Considere o comportamento de partículas carregadas em um tubo de Crookes e as interações que ocorrem dentro do tubo. Assinale a alternativa CORRETA: 

Um dos radionuclídeos do Radônio    decai para um dos isótopos do Polônio, por meio da emissão de partículas alfa.

Das reações listadas a seguir, assinale a que descreve essa reação nuclear.

Muitos radionuclídeos decaem por emissão beta para alcançar uma maior estabilidade. Esse processo pode ser por emissão β⁻, por emissão β⁺ (pósitron) ou ainda por captura eletrônica (C.E.). Nesse processo de emissão é criado um neutrino v ou um antineutrino v̅ que não possuem carga nem massa.
São dadas três reações de decaimento por beta.

Quanto a emissão beta, é correto afirmar que nas reações de decaimento

A energia nuclear é uma das fontes de energia mais controversas. Sabendo que a equação E = mc², formulada por Albert Einstein, descreve a equivalência entre massa e energia, calcule a energia liberada (em joules) quando 1 grama de massa é completamente convertido em energia. Considere a constante da velocidade da luz no vácuo c = 3 x 10⁸ m/s. 

Um elétron passa do nível 1 para o nível 3 no átomo de Hidrogênio, cujas energias são, respectivamente, E e E/9, ao absorver um fóton. A partir da teoria atômica de Niels Bohr (1885 – 1962), a energia do fóton absorvido pode ser dada por: 

Nêutrons atrasados são nêutrons que

O tanque de decaimento de ¹⁶N de um reator nuclear de pesquisas tem a função de retardar o retorno da água de resfriamento que passou pelo núcleo do reator, permitindo tempo para o decaimento radioativo do ¹⁶N formado pela reação nuclear ¹⁶O (n, p) ¹⁶N com o ¹⁶O da água, reduzindo assim as taxas de dose de radiação na sala de máquinas e no saguão da piscina do reator. A meia- -vida do ¹⁶N é 7,13 s, o que permite que, durante o tempo de permanência no tanque (aproximadamente 120 s), ocorra o decaimento de praticamente todos os isótopos de ¹⁶N produzidos. O valor Q, em MeV, para a reação ¹⁶O (n, p) ¹⁶N é igual a – 9,64 MeV. Sendo Q < 0, a reação exige uma energia limiar (threslhold), que é igual a 10,25 MeV.

Sendo m_n , m_p , M_O e M_N a massa do nêutron, próton,¹⁶O e ¹⁶N, respectivamente, a energia limiar, E_th, pode ser calculada por:

Considere que um radionuclídeo A (pai) sofra a seguinte sequência de decaimento radioativo:

Essa transformação sucessiva está representada no gráfico a seguir, que relaciona o número de átomos em função do tempo, onde C (neto) é um nuclídeo estável.

Sendo  a constante de desintegração, o tempo t_m necessário para que o radionuclídeo B (filho) atinja a sua atividade máxima, quando cresce em uma fração recém-purificada do pai, é dado por:

As áreas de trabalho com radiação devem ser classificadas para fins de gerenciamento de proteção radiológica. Entre as responsabilidades dos supervisores de radioproteção, uma é manter sob controle, em conformidade com requisitos estabelecidos em normas da CNEN, com exigências de licenciamento e condições operacionais autorizadas, as áreas livres, supervisionadas e controladas.

Com relação às áreas livres, supervisionadas e controladas, assinale a alternativa correta.

Em um experimento utilizando um detector de radiação, ao analisar a radiação emitida por uma amostra, obtiveram-se  (800  45) contagens e (128  40) contagens para a radiação de fundo (background).

Para um intervalo de confiança de um desvio-padrão, a contagem líquida obtida nessa análise foi:

Em espectroscopia gama, a resolução em energia de R a s c unho um espectrômetro (sistema de detecção) é a medida da capacidade de se resolver dois picos que estão razoavelmente muito próximos em energia, ou seja, é considerada o parâmetro mais importante para definir a função resposta do detector, sendo, por definição, calculada em relação à medida da largura do fotopico à metade da altura máxima (FWHM – Full Width at Half Maximum). Nesse caso, considera-se que a altura dos pulsos tende a uma distribuição normal em torno de um valor médio. A figura a seguir representa um fotopico de um espectro de radiação gama obtido com um detector semicondutor do tipo HPGe (Germânio Hiperpuro). O valor da energia associada ao fotopico (centroide do fotopico) é 661,62 keV.

A resolução em energia, para esse detector, para o fotopico representado na figura, é igual a:

Num laboratório de metrologia nuclear, um assistente permaneceu durante 40 minutos a 2 metros de distância de uma fonte de ⁶⁰Co que estava exposta.

Considerando que a atividade da fonte era 300 mCi e que a constante de taxa de exposição do ⁶⁰Co é Γ = 12,97 R · cm² · mCi ^{– 1} · h ^{– 1}, o valor aproximado da exposição sofrida pelo assistente é igual a:

As unidades do Sistema Internacional correspondentes às grandezas dose efetiva, dose equivalente, atividade e dose absorvida são, respectivamente:

Considere o número atômico do Chumbo igual a 82 e onúmero atômico do Polônio igual a 84.

Depois do fumo, o radônio é a segunda causa de câncerde pulmão na população em geral. O radônio é um gásradioativo que emana de rochas e solos e tende a se concentrar em espaços fechados, como minas subterrâneasou imóveis. O radônio é um dos principais contribuintespara a dose de radiação ionizante recebida pela população geral.Considere o nuclídeo  que decai poremissão alfa com uma meia-vida igual a 3,82 dias.

Sabendo-se que a energia liberada nesse decaimento éigual a 5,59 MeV e considerando que o nuclídeo filho formado nesse decaimento é formado em seu estado fundamental, é correto afirmar que o nuclídeo filho formadonesse decaimento é o

Um radionuclídeo com excesso de prótons em relação ao número de nêutrons no núcleo, comparado com a quantidade dessas partículas em um núcleo estável, pode sofrer um decaimento pelo processo de captura eletrônica. 
Nesse processo de captura eletrônica,

As partículas carregadas pesadas, ao interagirem com a matéria, perdem energia principalmente por colisões com os elétrons dos átomos do material que atravessam. Parte da energia da partícula carregada é transferida para o elétron. Dependendo da quantidade de energia que é transferida, poderá ocorrer ionização do átomo. A curva do poder de freamento, dE/dx, em MeV/mm, de partículas alfa no alumínio como função da energia da partícula alfa é representada na figura a seguir.



(https://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/ASTAR.html NIST – National Institute of Standards and Technology – ASTAR tables)
A perda de energia para uma partícula alfa de energia 6 MeV, ao atravessar uma folha de alumínio de espessura 6 µm, é igual a: