Na ausência de um campo magnético externo, dois dos três elétrons de um átomo de lítio (1s²) têm números quânticos (n, ℓ, m_ℓ , m_s) iguais a (1, 0, 0, +1/2) e (1, 0, 0, −1/2).

Dessa maneira, quais números quânticos são possíveis para o terceiro elétron (2s¹), se o átomo estiver no estado fundamental?

Considerando o Princípio da Incerteza de Heisenberg, elétrons em torno de núcleos atômicos têm energias da ordem de centenas de MeV. De acordo com tal princípio, um elétron confinado às dimensões nucleares com incerteza na posição da ordem de Δx ∼ 10^–15 m, tem uma energia cinética K da ordem de 200 MeV.

Qual seria a estimativa para Δx de um elétron, se sua energia cinética K for da ordem de 100 eV?

Em 1932, James Chadwick descobriu o nêutron bombardeando berílio ⁹₄Be com partículas α para produzir nêutrons da seguinte reação nuclear: ⁹₄Be + α  ¹²₆C + n, onde ⁹₄Be e e α consistem em alvo e projétil, respectivamente. A reação produz carbono-12 e um nêutron.

Considerando que a energia de ligação de cada partícula é aproximadamente igual a E[α] = 28,3 MeV, E[⁹₄Be] = 58,2 MeV, E[¹²₆C] = 92,2 MeV e E[n] = 0,0 MeV, obtenha a energia da reação em unidades de MeV.

Com base seus conhecimentos sobre Física Radiológica, assinale a alternativa correta:

Um radionuclídeo é um nuclídeo com estrutura nuclear instável, que procura alcançar a estabilidade a partir da emissão de partículas e/ou de ondas eletromagnéticas. Sobre as radiações emitidas, analise as afirmativas a seguir.

I. Raios-gama: possuem carga elétrica positiva, altamente energética, pequeno poder de penetração na matéria por serem carregados e possuírem massa relativamente elevada.
II. Partícula beta positiva: resultado do decaimento de um próton, no interior do núcleo atômico, em um nêutron + um elétron positivo + um neutrino eletrônico.
III. Partícula beta negativa: resultado do decaimento de um nêutron em um próton + um elétron negativo + um antineutrino eletrônico.
IV. Partículas-alfa: ondas eletromagnéticas que possuem a mesma natureza da luz visível; são muito energéticas.

Está correto o que se afirma apenas em

Em uma medida de difração de raios X em policristais, realizada com radiação Cu Kα, quais elementos químicos geram fluorescência e aumentam o background da medida?

Qual o fator de multiplicidade do plano (111) em uma estrutura cúbica?

Uma célula hexagonal compacta contém dois átomos do mesmo tipo, localizados nas posições atômicas de (0, 0, 0) e (1/3, 2/3, 1/2). Qual das opções abaixo é o fator de estrutura (F₁₁₂) correto do plano (112)?

Um cristal ortorrômbico de cementita (Fe₃C) tem os seguintes parâmetros de rede a = 4,52 Å, b = 5,08 Å e c = 6,74 Å. Qual o valor da distância interplanar (d) do plano (111)?

Um cristal de Mn5(Si O4)3 possui sistema cristalino cúbico e grupo espacial Ia-3d. Se os átomos de Mn ocupam os sítios de Wickoff 16a e 24c, os átomos de Si ocupam o sítio 24d e os átomos de O ocupam o sítio 96h, quantas moléculas por célula unitária possui esse cristal?

O cristal de cloreto de césio (CsCl) tem estrutura cúbica, na qual os íons Cs⁺ ocupam a posição central da célula unitária e os íons Cl^- ocupam os vértices da célula unitária. Se os raios iônicos do íon Cs⁺ e do íon Cl^- são 0,169 e 0,181 nm, respectivamente, qual o valor do parâmetro de rede em angstrons?

Os núcleos possuem 𝑁 nêutrons, 𝑍 prótons e um número de massa 𝐴 = 𝑁 + 𝑍. Para núcleos leves, 𝑁 e 𝑍 são aproximadamente iguais, enquanto, para os núcleos pesados, 𝑁 é maior do que 𝑍. Os isótopos consistem em dois ou mais núcleos com o mesmo número atômico 𝑍, porém com valores de 𝑁 e 𝐴 distintos. A massa de um núcleo estável é menor do que a soma das massas de seus núcleons, soma de prótons e nêutrons. A massa atômica, 𝑀, é comumente dada em unidade de massa atômica 𝑢, e pode-se considerar a seguinte relação de conversão para energia, (1 𝑢) . 𝑐² = 931,5 𝑀𝑒𝑉, que mostra o grande potencial de armazenamento de energia nos núcleos atômicos. A diferença de massa ∆𝑚 multiplicada por 𝑐² é igual à energia de ligação 𝐸₁ do núcleo, energia necessária para sua formação, ou 𝐸₁ = (𝑍 𝑀_{𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑜} + 𝑁 𝑀_{𝑛ê𝑡𝑟𝑜𝑛} − 𝑀_{Á𝑡𝑜𝑚𝑜}) 𝑐² .

TIPLER, Paul; MOSCA, Gene. Física: Física-Moderna: mecânica quântica, relatividade e estrutura da matéria. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 3, com adaptações.

Considerando os dados: 𝑀_{𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑐} = 1,007825 𝑢, 𝑀_{𝑛ê𝑡𝑟𝑜𝑛} = 1,008665𝑢 e = 4,002603 𝑢, assinale a alternativa que indica o valor da energia de ligação do isótopo do hélio ⁴𝐻𝑒.

Os núcleos instáveis são radioativos e decaem emitindo partículas α (núcleos de ⁴He), partículas β (elétrons ou pósitrons) e raios γ (fótons). Todos os fenômenos associados à radioatividade são de natureza estatística e seguem uma lei de decaimento exponencial:

N = N₀ e^−λt ou R = λ N = R₀ e^−λt

em que a vida média é τ = ; e a meia-vida é = 0,693 τ.

Considere um pedaço de folha de prata radioativa, que segue a lei de decaimento exponencial, cuja meia-vida é = 2,5 minutos, e que, ao ser colocado próximo de um contador Geiger, observou-se, no tempo zero, 12.000 contagens/s. Tendo em vista essas informações, qual é a taxa de contagem no instante 𝑡 = 7,5 minutos?

Ao propor seu modelo para o átomo de hidrogênio, Niels Bohr considerou que o elétron girava ao redor do próton, ambos com carga elétrica de módulo igual a q, obedecendo à lei de Coulomb, em algumas órbitas estáveis. Nesse modelo, sendo k= 4π∈1​ , em que ∈ é a permissividade elétrica do vácuo, e m a massa do elétron, a velocidade escalar v do elétron, em uma órbita estável de raio igual a r, é dada por

Considere as formas de radiação apresentadas no quadro a seguir. 



As radiações com maior poder de penetração são:

Seja o isótopo do fermium Fm , cuja massa é 257,10 u. Qual é, aproximadamente, a sua energia de ligação, em GeV?

Dado
u.c² = 931,5 MeV
massa do H = 1,008 u
massa do nêutron = 1,007 u

Qual é a atividade aproximada, em unidades de Ci, de 1,37μg de Cs , cuja meia-vida é 30 anos?
Dado
ln 2 = 0,69;
1 Ci = 1,2 x 10¹⁸ decaimentos/ano. 

Dentre os materiais boro, água e grafite, é(são) usado(s) como moderador(es) em reatores nucleares APENAS 

Dois isótopos A e B, do mesmo elemento, têm meias- -vidas com razão λ_A/λ_B = 6. Os números iniciais de átomos A e B são, respectivamente, N_A e N_B, com N_B/N_A = 9.
Após um intervalo de tempo igual a 6/5 λ_B, a razão N_B/N_A é

Considere a condução de calor estacionária e unidimensional em uma esfera combustível com raio R_fo, condutividade térmica constante k_f e taxa volumétrica de geração e calor q''' uniforme.
Com a temperatura na superfície da esfera T_fo conhecida, a distribuição de temperatura na esfera é dada por