Questões de Concurso Público UNIFESP 2024 para Físico | Física Médica

Nuclídeo ou espécie nuclear é um átomo caracterizado pelo seu número de massa, número atômico e estado energético nuclear (quando observável).

Entre os nuclídeos a seguir, aqueles que podem ser corretamente classificados como isodiáferos são:

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:

A grande maioria dos elétrons incidentes sobre o alvo em um tubo de raios X perde energia cinética nas inúmeras colisões, convertendo-a em energia na forma de calor. Uma pequena fração dos elétrons incidentes no alvo aproxima-se dos núcleos dos átomos que constituem o alvo e podem, de uma só vez, perder uma fração considerável de sua energia, emitindo um fóton de raio X. Os raios X gerados quando os elétrons sofrem desacelerações bruscas devido à atração causada pelo campo coulombiano do núcleo são chamados de radiação de freamento (do alemão, Bremsstrahlung). Além dos raios X de freamento, outros fótons, chamados raios X característicos, podem ser simultaneamente produzidos.

Diferentemente dos fótons de freamento, os raios X característicos

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,

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

O radionuclídeo  é empregado em exames de cintilografia, em diagnósticos de anomalias da glândula tireoide. Esse radionuclídeo tem meia-vida de aproximadamente 8 dias e é um emissor de partículas beta negativa 

A atividade radioativa do  após 40 dias, em relação à inicial (100%), e o nuclídeo formado nesse processo de desintegração são, respectivamente:

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

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:

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:

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:

Os efeitos biológicos da radiação ionizante podem ser  classificados quanto ao mecanismo de ação: direto ou indireto. Sabe-se que, por meio desses mecanismos, a radiação ionizante pode danificar uma determinada molécula.

O mecanismo indireto mais importante é:

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.

A principal motivação para o contínuo desenvolvimento e aprimoramento da mamografia é a alta incidência de câncer de mama, que é o tipo de câncer mais frequente em mulheres. A técnica radiográfica da mamografia é bastante diferente em relação à técnica radiográfica convencional.

Uma das razões para essa diferença é que

A tomografia computadorizada é um exame não invasivo de diagnóstico que, com imagens geradas via radiação e produzidas por computador, permite a visualização de órgãos, estruturas e tecidos de forma muito mais detalhada que uma radiografia comum.

Os dois tipos de detectores utilizados na tomografia computadorizada e que se distinguem pelas suas capacidades de absorção de fótons são:

A ressonância magnética é a propriedade física exibida por núcleos de determinados elementos que, quando submetidos a um campo magnético forte e excitados por ondas de rádio em determinada frequência, emitem rádio sinal, o qual pode ser captado por uma antena e transformado em imagem.

Essa frequência de precessão é uma grandeza importante na ressonância magnética nuclear e é conhecida por frequência

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:

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:

Nêutrons atrasados são nêutrons que

Radiação é uma forma de transferência de energia por meio de ondas eletromagnéticas (fótons) ou partículas. Ao se expor a uma determinada radiação, inúmeros fatores são importantes, e, dependendo deles, uma mesma quantidade de radiação poderá ou não ter um efeito biológico.

A radiação não ionizante cujos possíveis efeitos são vibrações mecânicas nos tecidos, cavitação, efeitos térmicos, como elevação da temperatura local, necrose e lesões teciduais, é denominada de

Um fóton de raios gama com energia de 2,754 MeV, emitido por uma fonte de calibração de ²⁴Na, ao interagir com a matéria, cria um par elétron-pósitron no campo de um núcleo.

A energia cinética total do par elétron-pósitron é: