Um professor de Física propôs aos seus alunos uma atividade com o objetivo de evidenciar o comportamento exponencial de decaimento sofrido por elementos radioativos. Para isso, propôs aos seus alunos a realização de um experimento modelizado, que utilizou 200 dadinhos comuns, sendo 100 vermelhos — representando os nuclídeos radioativos — e outros 100 azuis — representando os nuclídeos estáveis. O procedimento consistiu, inicialmente, em lançar somente os dados vermelhos e, depois, em trocar todos os dados que caíram indicando números pares por dados azuis. Os lançamentos se sucederam desta forma: sempre substituindo os dados vermelhos que indicavam números pares por novos dados azuis, até que restassem somente os dados azuis.
A tabela a seguir mostra o resultado final de um conjunto de lançamentos efetuados por certo grupo de alunos.



Considere: ln(0,25) = - 1,38; e ln(0,5) = - 0,69.

Com base na atividade proposta pelo professor, assinale a equação que representa, de forma aproximada, o decaimento radioativo analisado.

O uso da tecnologia nuclear é bastante variado. Na medicina, por exemplo, a radioatividade é usada no tratamento de câncer e no diagnóstico de doenças a partir da radiografia. Na agricultura, as técnicas nucleares são bastante usadas para estudar solos, plantas e animais, bem como, para conservar alimentos. Já na indústria, os materiais radioativos podem ser usados, por exemplo, para medir a espessura de folhas de papel ou de tecido. Mas, apesar da utilização variada desse tipo de tecnologia, é no campo das usinas nucleares que as maiores controvérsias do tema são encontradas.

Disponível em: https://www.camara.leg.br/radio/programas/270279-especial-energia-nuclear-usos-datecnologia-nuclear-e-as-controversias-sobre-o-assunto. Acesso em: 31 maio 2024 (adaptado).

Considerando-se o uso desse tipo de tecnologia, é correto afirmar que uma controvérsia relativa ao funcionamento de usinas nucleares se dá em razão do(a)

Uma turma de Física do Ensino Médio está estudando a evolução histórica dos principais modelos atômicos, propostos entre o século XIX e o início do século XX. Um dos objetivos do professor é levar os alunos a entenderem como se deu o avanço do estudo sobre a estrutura da matéria. Para isso, o professor propôs aos estudantes que fizessem uma atividade de pesquisa que discutisse aplicações de um modelo atômico específico no estudo da formação de espectros de emissão e de absorção emitidos por estrelas. Os alunos deveriam apresentar o resultado da pesquisa utilizando tecnologias de informação e de comunicação que permitissem variar parâmetros em tempo real, para exibir a formação de diferentes espectros.
A fim de realizar essa atividade, atendendo aos parâmetros indicados pelo professor, é correto afirmar que o modelo atômico escolhido para a pesquisa e a tecnologia adequada para a apresentação dos resultados são, respectivamente,

Em diversos momentos históricos, as inovações tecnológicas serviram de argumento para a defesa de uma prática científica voltada, essencialmente, a oferecer melhorias para a qualidade de vida das pessoas, gerando, junto aos diversos setores da sociedade, elevadas expectativas em torno das possibilidades ligadas ao desenvolvimento da Ciência. Por exemplo: na virada do século XIX para o século XX, alguns artistas franceses foram convidados a criar uma série de ilustrações com base nas principais conquistas da chamada Era Industrial, como a luz elétrica, os automóveis, o rádio e os dirigíveis. Sob o título En L’An 2000 (que significa “no ano 2000”), essa coletânea tentou prever como seria o mundo 100 anos à frente. A seguir, são exibidas quatro dessas ilustrações.



Disponível em: https://aventurasnahistoria.uol.com.br/noticias/reportagem/historia-fotosano-2000-imaginado-em-1900.phtml. Acesso em: 26 maio 2024 (adaptado).

Considerando a perspectiva da progressão da Ciência apresentada na imagem, um professor de Física do Ensino Médio pretende dedicar algumas de suas aulas a explorar, criticamente, a interface entre a Arte e a história da Física.
Considerando-se o objetivo desse professor, assinale a opção que apresenta uma temática que propõe um contraponto à visão de Ciência presente nas imagens e no tema abordado.

Um pequeno volume de solução contém um isótopo radioativo de sódio com uma atividade de 16000 desintegrações por minuto/cm3 . A solução é injetada em um paciente e, após 30 h, verificou-se que a atividade de 1,0 cm3 do sangue do paciente era igual a 0,8 desintegrações por minuto. Se a meia-vida do isótopo de sódio é considerada como aproximadamente igual a 15 h, estime o volume total de sangue no paciente em litros. 

Dados: exp(−0.7) = 0.50, exp(−2.0) = 0.14 e exp(−2.0) = 0.03.

A fusão nuclear é o processo pelo qual dois núcleos atômicos leves se combinam para formar um único núcleo mais pesado, liberando grandes quantidades de energia. As reações de fusão ocorrem em um estado da matéria chamado plasma – um gás quente e carregado feito de íons positivos e elétrons em movimento livre com propriedades únicas distintas de sólidos, líquidos ou gases. O Sol, juntamente com todas as outras estrelas, é alimentado por esta reação. Para se fundirem no nosso Sol, os núcleos precisam colidir uns com os outros a temperaturas extremamente elevadas, cerca de dez milhões de graus Celsius. A alta temperatura fornece-lhes energia suficiente para superar a repulsão elétrica mútua. Uma vez que os núcleos estejam muito próximos um do outro, a força nuclear atrativa entre eles superará a repulsão elétrica e permitirá que eles se fundam. Para que isso aconteça, os núcleos devem estar confinados em um pequeno espaço para aumentar as chances de colisão. No Sol, a extrema pressão produzida pela sua imensa gravidade cria as condições para a fusão.
Fonte: https://www.iaea.org/newscenter/news/what-is-nuclear-fusion, traduzido. Acesso em 04 de dezembro de 2024. 

Em um reator de fusão experimental, dois núcleos de deutério 2H são acelerados em alta velocidade para colidir e fundir, formando um núcleo de hélio-3 3He e liberando um nêutron. Estime a energia liberada em uma reação de fusão entre dois núcleos de deutério, assumindo que toda a diferença de massa se converte em energia.

O eletromagnetismo, uma das bases da Física Moderna, tem várias aplicações em diferentes áreas da ciência e da tecnologia.

Sobre a relação entre cargas elétricas, correntes elétricas e campos magnéticos, assinale a afirmativa correta.

Uma das maneiras de se descobrir a idade de uma amostra de organismo morto vem da datação do isótopo radioativo C-14. A datação de C-14 é possível, porque 

O efeito fotoelétrico, explicado por Albert Einstein em 1905, revolucionou a física e consolidou a teoria quântica da luz. Qual das alternativas abaixo descreve corretamente uma característica fundamental desse efeito? 

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: 

O LASER é o acrônimo de "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", que, em português, significa "Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação". Esse feixe de luz é relevante por ser monocromático e coerente, tornando seu uso fundamental em várias disciplinas, como física, engenharia, medicina e estética. É também essencial em experimentos ópticos, uma vez que o LASER pode emitir radiação em diferentes partes do espectro eletromagnético, incluindo a luz visível, o infravermelho e o ultravioleta. Contudo, é importante salientar que, devido à sua alta concentração de energia em um feixe estreito, existem riscos significativos para a saúde se não for manuseado adequadamente. Considerando isso, em relação aos procedimentos de segurança envolvendo o LASER, recomenda-se 

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