Quando ocorre interação de Raios-X e gama com a matéria, vár...
Quando ocorre interação de Raios-X e gama com a matéria, vários processos podem ocorrer, a depender da energia do fóton incidente e do número atômico do meio.
Associe os processos físicos a seguir às respectivas descrições.
1. Espalhamento Compton
2. Espalhamento Rayleigh
3. Produção de par elétron-pósitron
4. Efeito fotoelétrico
( ) O fóton interage com o átomo como um todo e não ocorre transferência de energia para o meio, exceto a pequena parcela necessária ao recuo do átomo, garantindo a conservação do momento no processo. A direção do fóton espalhado é, em geral, próxima da direção de incidência.
( ) O fóton colide com um elétron livre que se encontra em repouso no material. O elétron ejetado no processo deve ser tratado relativisticamente e o restante da energia disponível é a energia do fóton espalhado. Após a colisão, observam-se fótons de menor energia emergindo do material em diversas direções.
( ) O fóton incidente interage com o campo coulombiano do núcleo, mas pode ocorrer com o campo de outras partículas carregadas, inclusive de um elétron, sendo absorvido na interação e toda a sua energia é convertida em massa de repouso e energia cinética de partícula-antipartícula carregada.
( ) O fóton retira do átomo um elétron interno e desaparece. Há a produção de um íon excitado e transferência de toda a energia do fóton para o meio.
A relação correta, na ordem dada, é
Gabarito comentado
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Alternativa correta: D - 2 – 1 – 3 – 4
Tema central da questão: A questão aborda os principais processos de interação dos raios-X e gama com a matéria – conhecimento fundamental para quem atua ou presta concurso na área de Radiologia. Entender cada processo é essencial para garantir segurança radiológica e otimizar exames de diagnóstico.
Resumo teórico:
- Efeito fotoelétrico: O fóton é totalmente absorvido por um elétron ligado de uma camada interna do átomo, que é ejetado. Toda energia do fóton é transferida ao elétron.
- Espalhamento Compton: Um fóton colide com um elétron praticamente livre, transfere parte da energia, e ambos (elétron e fóton) seguem trajetórias distintas. O fóton emergente tem menor energia.
- Espalhamento Rayleigh (ou coerente): O fóton interage com o átomo como um todo, sem transferência significativa de energia, apenas mudando levemente sua direção.
- Produção de par elétron-pósitron: Fótons de alta energia são absorvidos próximos ao núcleo, formando um par: elétron e pósitron, convertendo toda a energia do fóton em massa e energia cinética.
Referência: Bushong, S. C. “Radiologic Science for Technologists” e portarias do Ministério da Saúde.
Justificativa da alternativa D:
- Descrição: Fóton interage com o átomo como um todo, sem transferência de energia significativa.
Corresponde ao Espalhamento Rayleigh (2). - Descrição: Fóton colide com elétron livre, energia dividida entre fóton espalhado e elétron ejetado.
Corresponde ao Espalhamento Compton (1). - Descrição: Fóton interage com o núcleo, sendo absorvido e gerando par elétron-pósitron.
Corresponde à Produção de par (3). - Descrição: Fóton retira um elétron interno e desaparece, transferindo energia ao meio.
Corresponde ao Efeito Fotoelétrico (4).
Por que as demais alternativas estão erradas?
- A, B, C e E apresentam ordens incompatíveis: cada descrição exige associação correta e lógica com os processos físicos. Basta uma inversão ou troca para invalidar a alternativa, pois cada fenômeno possui características muito específicas.
Estratégias de interpretação: Leia atentamente as descrições, procurando palavras-chave como “elétron interno”, “átomo como um todo”, “formação de par” e “energia transferida”. Cuidado com palavras que sugerem ausência/presença de transferência de energia, pois são pegadinhas clássicas em provas.
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