A penetrabilidade dos raios X e gama é muito maior que a
das partículas carregadas, onde a probabilidade de
ocorrência e o modo de interação dependem muito do
valor de sua energia incidente. Se a energia dos fótons for
maior que o valor da energia de ligação dos prótons e
nêutrons (cerca de 8,5 MeV) podem ocorrer alterações no
núcleo dos átomos, chamadas de reações nucleares.
Abaixo desta região de energia, as principais interações
com os núcleos atômicos podem ser do tipo diretas fótonnúcleo ou interações do fóton com o campo eletrostático
nuclear, como a produção de pares elétron/pósitron.
Nesta região, também podem ocorrer interações entre os
fótons e os elétrons orbitais.
Os fenômenos mais comuns que podem ocorrer para a
interação de fótons na faixa de energia entre poucos keV
até alguns MeV são:
I - espalhamento coerente, que corresponde ao
espalhamento de um fóton por um elétron livre do meio.
II - efeito fotoelétrico, onde o fóton é absorvido pelo
átomo e um elétron atômico é liberado para se mover no
material.
III - efeito Compton, que corresponde à absorção e
reemissão da radiação pelo átomo, em uma direção
diferente de sua incidência.
IV - produção de pares elétron-pósitron, em que o fóton é
absorvido e toda sua energia é convertida em massa de
repouso e energia cinética de um par
partícula/antipartícula.
Está(ão) correta(s):

Question

A penetrabilidade dos raios X e gama é muito maior que a
das partículas carregadas, onde a probabilidade de
ocorrência e o modo de interação dependem muito do
valor de sua energia incidente. Se a energia dos fótons for
maior que o valor da energia de ligação dos prótons e
nêutrons (cerca de 8,5 MeV) podem ocorrer alterações no
núcleo dos átomos, chamadas de reações nucleares.
Abaixo desta região de energia, as principais interações
com os núcleos atômicos podem ser do tipo diretas fótonnúcleo ou interações do fóton com o campo eletrostático
nuclear, como a produção de pares elétron/pósitron.
Nesta região, também podem ocorrer interações entre os
fótons e os elétrons orbitais.
Os fenômenos mais comuns que podem ocorrer para a
interação de fótons na faixa de energia entre poucos keV
até alguns MeV são:
I - espalhamento coerente, que corresponde ao
espalhamento de um fóton por um elétron livre do meio.
II - efeito fotoelétrico, onde o fóton é absorvido pelo
átomo e um elétron atômico é liberado para se mover no
material.
III - efeito Compton, que corresponde à absorção e
reemissão da radiação pelo átomo, em uma direção
diferente de sua incidência.
IV - produção de pares elétron-pósitron, em que o fóton é
absorvido e toda sua energia é convertida em massa de
repouso e energia cinética de um par
partícula/antipartícula.
Está(ão) correta(s): Alternativa A: somente II. Ou Alternativa B: somente I e II. Ou Alternativa C: somente II e III. Ou Alternativa D: somente II e IV. Ou Alternativa E: I, II, III e IV.

Qconcursos · Accepted Answer

Alternativa [D] somente II e IV. A alternativa correta é: D - somente II e IV.

O tema central desta questão é a interação dos fótons com a matéria, mais especificamente, como os fótons de raios X e gama interagem com os átomos e suas partículas constituintes em diferentes faixas de energia. Para responder corretamente, é necessário entender os vários tipos de interações que podem ocorrer quando fótons de energia baixa a moderada (em keV e MeV) encontram os átomos.

Vamos analisar cada alternativa:

I - Espalhamento coerente: Esse fenômeno ocorre quando um fóton interage com um elétron ligado de um átomo, mas sai praticamente com a mesma energia, sendo desviado em uma direção diferente. Não é corretamente descrito como espalhamento por um elétron livre. Assim, a afirmação está incorreta.

II - Efeito fotoelétrico: Neste efeito, o fóton transfere toda a sua energia para um elétron de um átomo, e este é ejetado. Essa descrição está correta, e é uma das principais interações para baixas energias de fótons.

III - Efeito Compton: O efeito Compton consiste no espalhamento de um fóton por um elétron atômico, resultando em um fóton com menor energia e um elétron ejetado. Não é uma reemissão de radiação pelo átomo como descrito no problema, portanto, esta descrição é incorreta.

IV - Produção de pares elétron-pósitron: Esta ocorre quando um fóton com energia superior a 1,022 MeV interage com o campo nuclear, resultando na criação de um par elétron-pósitron. A descrição fornecida está correta. Portanto, esta afirmação é válida.

Com base na análise das alternativas, apenas as afirmações II e IV estão corretas. Assim, a resposta correta é D - somente II e IV.

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