Em 1905 Albert Einstein estabeleceu a cinemática relativística, que prevê fenômenos como a dilatação temporal para referenciais com movimento relativo. Hoje, 112 anos depois, as correções relativísticas são empregadas, por exemplo, no sistema de GPS, que utiliza o tempo para medir distâncias e portanto posicionar os corpos na superfície do planeta a partir da recepção dos sinais enviados por satélites que estão a 20x10³ km da superfície. As correções devido à relatividade geral são ainda maiores, entretanto vamos considerar apenas a correção devida à relatividade restrita. Considere um satélite com velocidade relativa ao referencial terrestre de 4000m/s. A dilatação temporal que fará o período de um relógio no satélite em relação ao mesmo período T no referencial na Terra será dada por T’= T/ɣ, com ɣ sendo o fator de Lorentz que pode ser expandido em série conforme a fórmula abaixo: Dessa maneira a cada segundo dos relógios terrestres (T=1s) no tempo próprio do satélite haverá a redução de T’= 1- v² /(2c²) segundos. Assinale abaixo o número aproximado de microsegundos (10^-6 segundos) que o relógio do satélite estaria atrasado em relação à relógios na Terra ao final de um dia. Considere c=3x10⁸ m/s:

Em processos de emissão mediante a excitação de uma molécula com radiação eletromagnética, assinale a alternativa correta.

Com relação ao espalhamento inelástico da radiação eletromagnética, assinale a alternativa correta.

Um isótopo radioativo de um determinado átomo ¹⁶⁰X₉₆ sofre, respectivamente, um decaimento β-, um α e, novamente, um β- em sequência. Sabendo que X representa um outro isótopo do elemento original e Y um isótopo de um outro elemento, qual o átomo resultante dos decaimentos?

O levantamento radiométrico consiste em um teste de monitoração de área. Em conformidade com as Normas da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Portaria 453, de 01 de junho de 1998, do Ministério da Saúde, os assentamentos de levantamento radiométrico, avalie se devem ser incluídos os seguintes itens:

I. Estimativa dos equivalentes de dose ambiente semanais (ou anuais) nos pontos de medida, considerando os fatores de uso (U), de ocupação (T) e carga de trabalho (W) aplicáveis.

II. Descrição dos fatores de operação utilizados no levantamento (mA, tempo, kVp, direção do feixe, tamanho de campo, fantoma, entre outros).

III. Croquis da instalação e vizinhanças, com o leiaute apresentando o equipamento de raios-x e o painel de controle, indicando a natureza e a ocupação das salas adjacentes.

IV. Carga de trabalho máxima estimada e os fatores de uso relativos às direções do feixe primário.

Assinale a alternativa correta.

Considere as seguintes afirmativas sobre alguns conceitos fundamentais em cálculos de dosimetria:

I. Para uma dada energia absorvida, a dose absorvida varia proporcionalmente à massa do material atingido.

II. A dose equivalente efetiva é obtida ao somarmos as doses equivalentes nos órgãos ou tecidos.

III. A dose absorvida comprometida é obtida ao integrarmos a dose absorvida por unidade de área ao longo da superfície de um tecido.

Assinale a alternativa correta.

Após uma série de decaimentos nucleares, o Tório-232 se transforma no estável Chumbo-208. Sabendo que o número atômico do Tório é 90 e o do Chumbo é 82, o número de partículas alfa e o número de partículas beta (elétrons) emitidas nesta série são iguais, respectivamente, a:

De acordo com as Normas da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Portaria 453, de 01 de junho de 1998, do Ministério da Saúde, o controle de qualidade deve incluir um conjunto mínimo de testes de constância. Dos seguintes, todos testes têm frequência mínima de aplicação anual, EXCETO:

Após a descoberta em 1896 da existência de elementos radioativos por Henri Becquerel, parecia a princípio que a radiação proveniente desses elementos era equivalente àquela produzida nos tubos de Crookes por Wilhelm C. Röentgen no ano anterior. Logo outros cientistas - como Marie Curie e Ernest Rutherford - se debruçaram sobre esse problema e chegaram à conclusão de que essa radiação era significativamente mais complicada. Uma característica que diferenciava essa nova fonte de radiação em comparação com os raios X de Röntgen era o fato de que a nova radiação:

Em um Plano de Proteção Radiológica deve constar, entre outros quesitos, uma descrição do sistema de gerência de rejeitos radioativos. Na legislação brasileira existem três tipos de depósito para rejeitos radioativos: o inicial é junto à instalação geradora do rejeito; o intermediário, onde ficam os rejeitos que aguardam sua destinação definitiva; o depósito final, para onde devem ser destinados os rejeitos para deposição definitiva. A responsabilidade sobre o projeto, a construção e a instalação de depósitos de rejeitos radioativos inicial, intermediário e final são:

A atenuação de um feixe de nêutrons se dá de forma exponencial, de modo que a fluência Ø em função da profundidade de penetração x é dada por

Ø(x) = Ø(0) e-x/λ

onde λ é o comprimento de relaxação determinado pelo material que está sendo penetrado.

Deseja-se criar uma caixa para realizar testes de irradiação de amostras com feixes de nêutrons. O feixe incidirá de cima para baixo, de modo que é desejável que o material que compõe a tampa da caixa permita uma boa passagem do feixe, mas o material do fundo da caixa deve ser eficiente em parar a radiação para evitar que ela atravesse a caixa. Os materiais disponíveis para construir a caixa são os mostrados a seguir:

As melhores escolhas de material para a tampa e para o fundo são respectivamente:

A atividade de um material radioativo é dada matematicamente por

onde N é o número de núcleos radioativos contidos na amostra e t é o tempo transcorrido. Sabe-se que pode ser aproximado ao longo de um dia pela expressão N(t)=α.t+b, onde α e β são constantes que devem ser determinadas fenomenologicamente. Com essa aproximação, avalie se, ao longo de um dia, a atividade diminui, aumenta ou permanece constante. Nesse caso, é correto afirmar que:

Um meteoro foi encontrado por um astrônomo do Observatório Nacional. Ao perceber que o meteoro emitia partículas, o astrônomo tentou estudar a natureza dessa radiação observando sua deflexão por campos eletromagnéticos. Ele observou que os raios de radiação emitidos pela fonte não eram defletidos. Seria correto concluir então que:

Uma fonte ⁶⁰Co pontual de raios gama emite um número igual de fótons de 1,17 MeV e de 1,33 MeV e gera uma densidade de fluxo de energia de 720 J/(m² .min) em um determinado alvo. A densidade de fluxo de fótons em unidades de número de fótons/(cm² .s) é aproximadamente de:

[Aproxime a carga elementar por e = 1,6x10⁹ ]

A tabela 1 mostra cinco níveis de energia do átomo de hidrogênio.


Considere a velocidade da luz no vácuo: c = 3 × 10⁸ m/s e a Constante de Planck: h = 6,6 × 10^–34 J·s = 4,1 × 10^–15 eV·s .
A linha H_β (comprimento de onda de 486,1 nm) do espectro de emissão do átomo de hidrogênio corresponde a uma transição entre os níveis:

Um elétron, de massa m e carga q = -e, devido à atração coulombiana, fica em órbita circular ao redor de um próton em repouso. A massa e a carga do próton valem, respectivamente, M e Q = +e. De acordo com o modelo de Bohr, o elétron só pode ocupar órbitas nas quais o seu momento angular obedeça a equação abaixo: L = n h/2π onde h é chamada “constante de Planck” e n é um número inteiro (n = 1, 2, 3, ...), conhecido como “número orbital”. Adote k como a constante eletrostática do vácuo, v a velocidade do elétron e sua órbita e R o raio da órbita do elétron. Considerando-se o elétron na n-ésima órbita, ou seja, na órbita caracterizada pelo número orbital de valor genérico n, e desprezando-se a interação gravitacional entre o elétron e o próton, determine a energia total do sistema.

Considere dois irmãos gêmeos, Lucas e Gabriel. Suponha que Lucas faz uma viagem numa espaçonave que se desloca numa velocidade igual a 80% da velocidade da luz. A espaçonave faz uma viagem de ida e volta para fora do sistema solar num planeta que fica distante quatro anos-luz da Terra. No momento da partida, os irmãos tinham 10 anos de idade. Supondo que esta situação fosse possível, qual seriam aproximadamente as idades de Lucas e Gabriel, respectivamente, no momento da chegada da espaçonave de volta à Terra?

Um átomo excitado pode emitir energia na forma de radiação eletromagnética. Analise as informações abaixo em relação a este fenômeno: I) Para que haja emissão de energia, é preciso que um dos elétrons seja arrancado do átomo. II) Para que haja emissão de energia, um dos elétrons tem que se deslocar para um nível de energia mais baixo. III) A frequência da energia emitida só depende da órbita do elétron. Assinale a alternativa CORRETA:

Em 1905, Albert Einstein explicou o efeito fotoelétrico que acontece quando a luz é incidida sobre a superfície de um metal e a partir disto elétrons são emitidos da superfície. A energia cinética máxima dos elétrons emitidos é dada por Ec= hf – W, onde h é a constante de Planck, f é a frequência da luz emitida e W é uma quantidade de energia chamada de função trabalho. Analise as seguintes informações abaixo sobre o efeito fotoelétrico. I) Quando a intensidade da luz emitida na superfície aumenta, a energia cinética máxima dos elétrons arrancados também aumenta. II) A função trabalho W é a menor energia que o elétron tem que adquirir para ser arrancado do metal. III) Para um dado metal, o efeito fotoelétrico acontece independente da frequência da luz que incide sobre o metal. Assinale a alternativa CORRETA.

Relatividade, foi uma teoria desenvolvida no início do século XX que, originalmente, pretendia explicar certas anomalias no conceito do movimento relativo, mas que, em sua evolução, converteu-se em uma das teorias básicas mais importantes das ciências físicas. Desenvolvida fundamentalmente por Albert Einstein, foi a base para que os físicos demonstrassem, posteriormente, a unidade essencial da matéria e da energia, do espaço e do tempo, e a equivalência entre as forças de gravitação e os efeitos da aceleração de um sistema. A Teoria Quântica foi a teoria física baseada na utilização do conceito de unidade quântica para descrever as propriedades dinâmicas das partículas subatômicas e as interações entre a matéria e a radiação. As bases da teoria foram assentadas pelo físico alemão Max Planck, o qual, em 1900, postulou que a matéria só pode emitir ou absorver energia em pequenas unidades discretas, chamadas quanta. Outra contribuição fundamental ao desenvolvimento da teoria foi o princípio da incerteza, formulado por Werner Heisenberg, em 1927. Planck desenvolveu o conceito de quantum como resultado dos estudos da radiação do corpo negro (corpo negro refere-se a um corpo ou superfície ideal que absorve toda a energia radiante, sem nenhuma reflexão). Sua hipótese afirmava que a energia só é irradiada em quanta, cuja energia é hu, onde u é a frequência da radiação e h é o “quanta de ação”, fórmula agora conhecida como constante de Planck. Sobre o exposto, é correto afirmar que: