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:

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:

A física quântica, também chamada de mecânica quântica, é um ramo da física que obtém sucesso em estudar sistemas físicos com dimensões próximas ou abaixo da escala atômica. Por ser um ramo da física que possui uma vasta vertente de pesquisa, a física quântica possui vários princípios que a norteiam. Dos princípios relacionados, qual NÃO está exclusivamente entre os princípios ligados à física quântica?

Uma equipe de astronautas brasileiros foi enviada para uma viagem até um planeta distante a bordo de uma espaçonave com uma velocidade constante de 0,6c, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Para a equipe de controle da missão, localizada na Terra, a viagem durou exatamente 30 meses; nesse caso, o tempo estimado de viagem para os tripulantes no interior da nave foi de:

Uma placa metálica cuja função trabalho equivale a 3,2 eV é atingida, em momentos distintos e pelo mesmo intervalo de tempo, por quatro ondas eletromagnéticas, cujas frequências estão descritas na tabela:
  


Nesse caso, para quais ondas descritas é possível verificar a ocorrência do efeito fotoelétrico?
(Considere a constante de Planck h = 4 · 10^–15 eV.)

Determinado paciente é encaminhado para realizar um exame de Ressonância Magnética (RM) após apresentar dores persistentes nas articulações. Sobre as propriedades dessa tecnologia médica, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. 

(   ) O aparelho de RM alinha temporariamente os prótons dos tecidos do paciente com o campo magnético gerado.

(   ) O aparelho de RM emite um pulso de ondas de rádio, que desalinha temporariamente os elétrons nos átomos do corpo, o que permite a obtenção da imagem.

(   ) Na RM, o infravermelho é utilizado para identificar a morfologia de órgãos e tecidos com alta precisão.

A sequência está correta em

Em 1919, a observação do desvio da luz de uma estrela ao passar próxima ao Sol durante um eclipse solar, confirmou a teoria da Relatividade Geral de Einstein. Esse desvio ocorre devido à curvatura do espaço-tempo causada pela gravidade.  

“A pergunta que minha mente formulou foi respondida pelo ensolarado céu do Brasil” (Albert Einstein). 

Desvio da luz ao passar próxima ao Sol, com a posição real e aparente da estrela de origem. Disponível em: http://astro.if.ufrgs.br/univ/#einstein 

Suponha-se que a luz passe próxima ao Sol, cuja massa é M = 2 · 1030 kg e cujo raio é R = 7 · 108 m. A constante gravitacional é G = 6,67 · 10−11 N·m2/kg2 e a velocidade da luz é c = 3 · 108 m/s. Qual é a deflexão angular aproximada sofrida pela luz, aproximadamente? 

Considere a fórmula: 

Em 1941, o experimento dos múons realizado por Bruno Rossi e David Hall, demonstrou que partículas instáveis vivem mais tempo, quando estão em movimento próximo à velocidade da luz, confirmando a dilatação do tempo prevista por Einstein. Suponha-se que um múon em repouso tenha uma vida média de t0 = 2,2µs, (microssegundos). Em um acelerador, ele é detectado movendo-se a v = 0,98c, onde c é a velocidade da luz. 

Qual é o tempo de vida médio do múon para um observador no laboratório? 

Considere: 

Sobre os processos de decaimentos, alfa, beta e gama, de um núcleo radiativo, podemos afirmar que:

Sobre a estrutura do átomo, marque a alternativa CORRETA:

Os raios X foram descobertos em 1895 por Wilheelm Conrad Rontgen. Foram produzidos, pela primeira vez, por um feixe de raios catódicos (depois descobriu-se ser um feixe de elétrons) incidindo sobre a superfície de vidro de um tubo. O feixe de raios catódicos era disparado através de um gás.
Sobre os raios X, julgue cada a afirmativa seguinte como verdadeira (V) ou falsa (F):

I. São produzidos devido à desaceleração de elétrons de alta energia ao atingirem um alvo.
II. São produzidos quando um átomo, ao ser atingido por um outro átomo, perde um elétron das camadas mais internas.
III. São produzidos por vibrações atômicas devido a colisões com elétrons.

Marque uma alternativa como resposta: