Questões Física Nuclear

7/26/2019 Questes Fsica Nuclear

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Questes IPEN Fsica Nuclear

1) A radiao gama, com energia menor que !e", ao interagir com a mat#ria tem $ro%a%ilidade maiorde $rodu&ir'a) radiao de freamento e excitao;

b) captura eletrnica e converso interna;

c) efeito fotoeltrico, efeito compton e de formao de pares;d) ativao do ncleo e emisso de nutrons e prtons;

e) fisso do ncleo, emisso de nutrons e fluorescncia.

(onsidere as $ro$osies'i) A rao de energia do *ton transerido ao el#tron no eeito (om$ton de$ende apenasda energia do*ton incidente+ii) $rocesso de $rodues de $ares s* # $oss-el $ara energias inferiores a 1,. !e"+iii) eeito otoel#trico ocorrepredominantementeem altas energias e com elementos de alto n/meroat0mico+As $ro$osies corretas so'a) i e ii

%) a$enas a iii

c) ii e iiid) a$enas a ie) todas so incorretas

No eeito otoel#trico'a) m el#tron c2oca com o n/cleo at0mico, e3$ulsando um ot*n+

%) m el#tron incide em um 4tomo, e3$ulsando outro el#tron+c) 5ois 4tomos se c2ocam e so $rodu&idos *tons+d) m ot*n cede toda sua energia e3$ulsando um el#tron+e) corre a ativao do ncleo e emisso de nutrons e prtons.

A $ro%a%ilidade de que se6a $rodu&ido um eeito otoel#trico'a) No de$ende $ara nada do n/mero at0mico do material so%re o qual incide a radiao

%) 7 diretamente $ro$orcional 8 energia do ot*n indiretoc) 7 a$ro3imadamente $ro$orcional ao cu%o do n/mero at0mico 9:;) do material so%re o qual incide aradiaod) 7 a$ro3imadamente $ro$orcional ao cu%o da energia do ot*n incidentee) 7 de$endente do n/mero e n


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Produo de ParesNa $roduo de $ares o *ton desa$arece e # criado um $ar de el#trons 9um $*sitron e um negatron)+ma -e& que a energia da massa em re$ouso total dos dois el#trons # mec ? 1,. !e", este eeito noocorre a menos que o *ton $ossua $elo menos esta energia+ Acima desta energia limiar, a $ro%a%ilidadede ocorrngulo de es$al2amento+


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Interaes com F*tons

Eeito Fotoel#trico Es$al2amento (om$ton Produo de Pares

Parte do 4tomoen-ol-ido

El#tron da camada maisinterna

El#tron da camada maise3terna

N/cleo

Energia do *ton Cai3a9D 1 !e")

!#dia9., a !e")

Alta9 1,. !e")

: do a%sor-edor Aumenta com : Inde$ende de : Aumenta com :esultado el#tron da camada

mais interna9otoel#tron) # li%eradodo 4tomo+Produ& raios= caracterstico+

el#tron da camada maise3terna # li%erado do4tomo+F*ton es$al2adocom menor energia+

Produo de $ar el#tron@$*sitron+

$*sitron soreaniquilao ormandodois *tons de .,1

!e"+

Im$ort>ncia elati-a dos Gr


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A ? H. !CqA ? H. 3 e@.,..11;3;K ? H.3 e@.,.K?

H.3.,KH; ? ;;M, !Cq

0upon1a $ue uma amostra de material radioativo de nucl2deo 3 emita +&( part2culas beta por segundo.

4ps % 1oras, verifica5se $ue o nmero de part2culas beta emitidas redu65se a & por segundo. 0e

tivermos uma outra fonte do mesmo radionucl2deo 3 $ue, no instante inicial emite &(' part2culas betapor minuto, depois de $uanto tempo, aproximadamente passar7 a emitir +/ part2culas por minuto8

a) 9 1oras

b) %+ 1oras

c) 9& 1oras

d) 9'9 1oras

e) 9+ 1oras

N ? N.3 e@3t ? .,LK;JG1J

NAo ? M;. d$stA ? 2

NA ? ;. d$sNCo?;H. d$m

NC ? ML. d$mtC ?

;. ?M;. 3 e@ .,LK; 3 J G1J;. J M;. ? e@L,L J G1Jln .,. ? ln e@L,L J G1J@,KL ? @ L,L J G1JG1J? L,L J ,KL ? 1K,1 2

? .,LK; J 1K,1 ? .,.;L 2@1ML. ? ;H.3 e@.,.;L 3 tCML. J;H. ? e@.,.;L 3 tCln .,.1KM ? @ .,.;L 3 tC@;,KL ? @.,.;L 3 tCtC ? ;,KL J .,.;L ? 1.K 2

ma ind/stria adquiriu uma onte radioati-a de 1KIr, cu6a ati-idade nominal em .1J.;JKK era de 1,GCq, $ara su%stituir uma outra onte radioati-a+ a$*s algum tem$o, quando a ati-idade desta onte era de.,. GCq, ela oi trocada $or outra no-a+ Em que data ocorreu a /ltima troca5ado' G1J 9 1KIr) MH diasa) %:(:9---

b) %-:(:9---

c) &:(:9---

d) &9:(:9---

e) 9:/:9---

A ? Ao + e@+t., ? 1, 3 e@+t.,J1, ? e@+tln .,H; ? @+t

@ .,; ? @.,LK;+tJ MH.,;3MHJ .,LK; ? tt ? K, dias.1J.;J1KKK ;1J.;J1KKK ? ;1 dias.1J.HJ1KKK ;.J.HJ1KKK ? ;. dias.1J.J1KKK J.J1KKK ? dias

Gotal ? K diasPor#m temos mais ., dia a ser com$utado, $ortanto, teremos 1 2oras do dia KJ.J1KKK+

ma onte de 1;M(s tem ati-idade de ;1. !Cq em 1J.LJ1KK.+ Ba%endo que a meia@-ida do 1;M(s # de;. anos, calcule a ati-idade atual 91J.LJ..) da onte+


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a) ,31.; OCq%) H;; !Cqc) H;,; !Cqd) K. !Cqe) K.. !Cq1J.LJ1KK. 1J.LJ.. ? 1 anos

t ? 1 anosA ? Ao + e@+tA ? ;1. + e@.,LK;+1J ;.A ? ;1. + e@.,MMA ? ;1. + .,MA ? H;,M !Cq

;) alcance 9range) de uma $artcula %eta $ode ser estimado semi@em$iracamente $ela e3$resso'

onde' ? alcance em mgJcm eEma3? energia m43ima da radiao %eta do radionucldeo, em !e"+

Ba%endo@se que a energia m43ima da radiao %eta do K.Br # de .,HL !e", o seu alcance , em cm, na$araina, de densidade ? .,M gJcm;, ser4'a) 9&,&b) ',+'

c) %9,+

d) ,%9

e) 9(-,('

? 9 ;.3.,HL 1.L) ? 9K,; @1.L) ? 1;,; mgJcm= ? J? 1;,; J M. ? .,1 cm alcance # a uma dist>ncia e sua dimenso %4sica # o com$rimento 9cm ou m)+ Al#m do metro, umaoutra unidade utili&ada $ara o alcance # o OgJm 9ou gJcm)+ A relao e3istente entre as duas unidades #'

onde# a densidade do material $elo qual a $artcula atra-essa+

alcance medido em OgJm # de$endente do estado da mat#ria+ Isto #, uma $artcula ter4 o mesmoalcance em OgJm se ela se mo-er no gelo, 4gua, ou -a$or+ Naturalmente, o alcance medido em metrosser4 dierente+

H) As radiaes eletromagn#ticas do ti$o = e gama so muito $enetrantes $orque'a) as ondas conseguem contornar os 7tomos do material atingido;

b) o comprimento de onda destas radiaes menor $ue as dist sua alta velocidade

de propagao =& ?m:s);

e) para serem absorvidas ou desviadas elas precisam interagir com os eltrons atmicos e $ue a

probabilidade de ocorrncia destes eventos pe$uena e varia com a energia.

modo com que a radiao gama e os raios = interagem com o material $or onde elas atra-essam #dierente daquele com que as $artculas ala e %eta interagem+ As $artculas ala e %eta $ossuem alcancedeinido e elas $erdem energia continuamente at# que todas as suas energias se6am transeridas $ara oa%sor-edor+ Por outro lado, a radiao gama e = atra-essam grandes dist>ncias entre interaes e as suasenergias no $odem ser com$letamente a%sor-idas, o que ocorrer4 # somente uma reduo na intensidade+E3istem tr


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(ada um destes modos $rodu& ioni&ao no a%sor-edor e est4 # c2amada de ioni&ao $rim4ria+ sel#trons $rodu&idos na ioni&ao $rim4ria iro ioni&ar outros 4tomos no a%sor-edor+ Este mecanismo #con2ecido como ioni&ao secund4ria+ m /nico e-ento ioni&ante $rim4rio $ode causar muitasioni&aes e e3citaes secund4rias+ 7 im$ortante lem%rar que so as interaes secund4rias que irotranserir a maior $arte da energia $ara o meio a%sor-edor, e o modo como isto ocorre no tecido 2umanoir4 determinar o $otencial de dano causado ao tecido+

As interaes das radiaes = e gama com a mat#ria # o resultado causado $ela nature&a $articulada daradiao eletromagn#tica+ Portanto, as interaes sero descritas em termos de *tons ou $acotes deenergia eletromagn#tica+

) coeiciente de atenuao total em massa 9) do c2um%o $ara uma radiao gama de 1, !e" # de.,. cmJg+ Ba%endo@se que a densidade do c2um%o # de ? 11,; gJcm;, qual # a relao entre asintensidades dos ei3es incidente e transmitido, a$*s o ei3e desta radiao atra-essar uma es$essura deH, cma) %,((

b) ,(-

c) ,

d) ,&-

e) 9%,/

IoJ I93) ? 1Je@+3 ? 1 J e@.,.311,;3H, ? 1 J e@,;M? 1J .,.M ? 1,L @ Gransmisso

Qual a atenuao $ro$orcionada $or uma %lindagem de c2um%o de uma $olegada de es$essura, $ara umei3e de radiao 9gama) com 1!e" de energia m#dia5ado' P%?,; Polegadas @1 +a) ,9

b) -,-+'

c) ,(9&

d) 9,-'

e) Ama polegada de c1umbo, para uma energia mdia de 9ev, atenuar7 todo o feixe gama.

I ? Io+ e@+3

I J Io? e@+3 ? e@13,;

? .,1.. Atenuao

A intensidade dos *tons que $enetra um al-o sem uma coliso #'

onde,I93) # a intensidade da radiao que # uno da es$essura de a%sor-edor, 3,Io # a intensidade incidente, e

# coeiciente de atenuao linear+(oeiciente de Atenuao Rinear 9)' a $ro%a%ilidade $or unidade de dist>ncia atra-essada que um *ton intera6a $or um $rocesso sico ououtro

dimenses do in-erso do com$rimento 9m@1) -alor de$endente da energia do *ton e do material sendo atra-essado(oeiciente de Atenuao !4ssico 9JS)'

$ro%a%ilidade de um *ton interagir $or g cm@ do material sendo atra-essado -alor o%tido $ela di-iso de $ela densidade S do material geralmente e3$ressado em cm g@1

elao entre a intensidade resultante $ela incidente, atenuao e relao entre a intensidade incidente$ela resultante, transmisso+

( )x

ox

o eBeBxB++

+ ++

==

( )x

ox

o eBeBxB++

+ ++

==


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L) -alor da ati-idade de uma onte radioati-a de L.(o -ai diminuindo com o tem$o $orque'a) a massa da fonte vai desaparecendo com a desintegrao dos 7tomos;

b) frao consider7vel do /#o vai evaporando com o decaimento;

c) nmero de ncleos radioativos vai diminuindo > medida $ue eles vo emitindo radiaes se tornando

est7veis;

d) a espessura do encapsulamento de ao insuficiente para manter a atividade da fonte constante;

e) os eltrons de ioni6ao vo dese$uilibrando os ncleos dos 7tomos de /#o e, assim, eles vo

emitindo radiao.

Em $roteo radiol*gica, # mais im$ortante sa%er quanta radiao esta sendo emitida do que quantos4tomos radioati-os $ermanecem na amostra+ Portanto, uma grande&a denominada ati-idade # usada $aradeinir o n/mero de desintegraes do material radioati-o $or unidade de tem$o, geralmente, $ara

e3$ressar a -elocidade de decaimento, NJt + (omo este quociente # igual a @ +N, a ati-idade $ode sere3$ressada $or'

M) ma radiao ioni&ante consegue retirar el#trons dos 4tomos ou mol#culas nas interaes $orque'a) sua -elocidade # igual ou $r*3ima da -elocidade da lu&, $ro-ocando interaes muito r4$idasb) a sua energia permite $ue ela colida com o ncleo atmico $ue, posteriormente, desestabili6a o 7tomo

ou a molcula, causando a emisso de eltrons;c) a sua energia muito maior $ue a energia de ligao dos eltrons nos 7tomos ou nas molculas;

d) a $uantidade de movimento transferida nas interaes no se conserva, superando o movimento dos

eltrons;

e) os eltrons reagem, saltando para orbitais superiores para, posteriormente retornarem > situao de

e$uil2brio.

A radiao ioni&ante # deinida como qualquer $artcula ou raio que ten2a energia suiciente $ara remo-erel#trons dos 4tomos, mol#culas ou ons+

Qualquer ti$o de radiao ioni&ante que $orta carga el#trica # ca$a& de e3ercer oras so%re os el#tronse3istentes nas *r%itas ao redor do n/cleo de um 4tomo do material encontrado em sua tra6et*ria+ Pore3em$lo, as $artculas ala, que $ossuem carga $ositi-a, so ca$a&es de atrair os el#trons carregados

negati-amente de 4tomos ao seu redor $ara ormar um 4tomo de 2#lio est4-el+ No caso das $artculas%eta, a ora e3ercida so%re os el#trons e3istentes nas *r%itas ao redor do n/cleo de um 4tomo $ode ser

x

o

x

o

exB

B

e

eB

xB

+

+

1

)9

)9

=

=

t

ot

t

ot e44eeCCeC4++ +++++

===


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suicientemente orte $ara re$eli@los $or com$leto do 4tomo+ Em cada um destes casos, os el#trons soremo-idos do 4tomo $or interao direta da radiao ioni&ante com os 4tomos+ Assim, qualquer ti$o deradiao ioni&ante que $orta carga el#trica, tais como as $artculas ala e %eta, # denominada radiaodiretamente ioni&ante+s ti$os de radiao que no $ortam uma carga el#trica, tais com os raios =, radiao gama e n


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massa do el#tron ? .,...HK uma+1 uma K;1 !e"

a) ',( eF

b) (,+ eF

c) (,( eF

d) ',(/ eF

e) &,-+ eF

;G2 a T HT e;,11.1 ,1.1KK T H,..MM T 3.,...HK;,11.1 ;,1.;,11.1 ;,1. ? .,..H; uma 9deeito de massa)E ? .,..H;3K;1 ? H,.1M1 !e"

Qual a energia total li%erada em !e", a$*s a ormao de um 4tomo de , a $artir de seus com$onentes9$r*tons, n


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FreqYentemente o -alor de C # graicado em $a$el monolog -ersus uma grande&a denominadacom$rimento de rela3ao+

com$rimento de rela3ao # a es$essura de a%sor-edor que causar4 uma reduo deZ 1 J e [

na intensidade inicial do ei3e, isto #,

I ? I. 3 .,;L+

1) (om relao ao $oder de ioni&ao es$ecica e ao $oder de $enetrao na mat#ria, res$ecti-amente,das radiaes ala, %eta e gama, assinale a airmati-a correta+a) >>; >>

b) >>; >>

c) >>; >>

d) >>; > G

e) >>; > >

A radiao mais $enetrante no tecido 2umano #'a) radiao gama, com feixe de baixa intensidade;

b) 2on pesado, em forma de feixe fino;

c) radiao alfa, proveniente de fonte de alta atividade;

d) radiao beta, com feixe colimado e intenso;

e) fragmento de fisso de grande massa, de 9' eF de energia.

Gi$o de adiao isco E3terno elati-o

Partculas Ala Nen2um

Partculas Ceta !oderado

adiao \ama \ra-e

adiao = \ra-e

N


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s raios = emitidos $ela 6anela so c2amados de ei3e /til+ s demais que atra-essam a carcaa $rotetoradenominamos radiao de uga+

1H) t*rio ;, com meia -ida da ordem de 1. %il2es de anos, e n/mero at0mico K., decai emitindouma $artcula ala, em'a) um elemento de nmero atmico %%;

b) um elemento de massa atmica %%;

c) um elemento de nmero atmico %&;

d) um elemento de massa atmica %&;

e) um elemento est7vel.

;G2 ] T H

As $artculas ala so n/cleos de 2#lio, , que cont#m $r*tons e n


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%ser-ou@se que e3istem mais n


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A @ Processo de decaimento que ocorre nos n/cleos inst4-eis $or e3cesso de n


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Quando um radionucldeo emite uma $artcula %eta, seu n/mero at0mico aumenta em uma unidade9e3iste mais um $r*ton no n/cleo), $or#m o n/mero de massa at0mica $ermanece o mesmo 9a alteraooi decorrente da transormao de um n


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#ompton; Motoeltrico; #ompton; "roduo de "ares; #ompton.

b) #ompton; #ompton; #ompton; "roduo de "ares; Motoeltrico.

c) Motoeltrico; Motoeltrico; #ompton; #ompton; "roduo de "ares.

d) #ompton; #ompton; Motoeltrico; #ompton; "roduo de "ares.

e) "roduo de "ares; #ompton; "roduo de "ares; #ompton; Motoeltrico

.) Pode@se airmar que as radiaes c2amadas indiretamente ioni&antes'a) Boni6am mais 7tomos $ue as diretamente ioni6antes por$ue no possuem carga.

b) 0o menos energticas $ue as diretamente ioni6antes e, por isso, so menos penetrantes na matria.

c) Co possuem carga e interagem com a matria exclusivamente atravs dos efeitos fotoeltrico e#ompton se a energia dos ftons for inferior a 9,% eF.

d) Co possuem carga e interagem com a matria transferindo sua energia para eltrons $ue, por sua

ve6, iro provocar novas ioni6aes.

e) 0o assim denominadas por$ue interagem primeiro com o ncleo atmico $ue se torna inst7vele decaiemitindo as c1amadas radiaes diretamente ioni6antes.

A radiao $ode ser classiicada como direta ou indiretamente ioni&ante5iretamente ioni&ante @ radiao $rim4ria

$artculas carregadasIndiretamente ioni&ante @ radiao secund4ria

*tons, nncia $ercorrida antes de $erder toda a sua energia) $ode ser deinido $or'

Na $r4tica, o alcance de $artculas carregadas $esadas # %em deinido e # /til deinir um alcance m#dio t,

a$*s o qual b das $artculas tero sido a%sor-idas+

d!dx

d!@

E

1.

=


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A a%soro de energia # um $rocesso estatstico, e o 2ist*rico da $erda de energia $ara cada $artcula ser4signiicati-amente dierente+ Assim, a$*s algum tem$o, cada $artcula de um ei3e ter4 uma energiasigniicati-amente dierente 9energia dis$ersante) e ter4 alcanado dist>ncias dierentes signiicati-amente9alcance dis$ersante)+

Alcance de Partcula Ala

Alcance de El#trons

) ; e o ; ocorrem na nature&a nas seguintes $ro$ores' KK,; e .,M res$ecti-amente, emrelao ao ur>nio natural+ Admitindo que na ormao da terra eles e3istiam em igual quantidade, qualseria a idade do $laneta5ados'

G1J ; ? H,1 3 1. K anosG1J ; ? M,1; 3 1. anos

a) 9,/(9 x 9 - anos

b) /,(( x 9 99 anos

c) /,(( x 9 9 anos

d) 9,/(9 x 9 9 anose) /,(( x 9 - anos

( )

anosxxt

txx

tx

txxtxx

e

e

e

e

e

e

eexx

eA

Ax

exAxA

exA

A

exAxA

xtx

x

tx

x

tx

x

tx

x

tx

x

tx

x

tx

x

tx

x

tx

o

x

tx

o

x

tx

o

x

tx

o

K1.

1.

1.

1.1.

1.1;,MLK;,.

1.A1,H

LK;,.

1.1;,M

LK;,.

1.A1,H

LK;,.

1.1;,M

LK;,.

1.A1,H

LK;,.

1.A1,H

LK;,.

1.1;,M

LK;,.

1.A1,H

LK;,.

1.A1,H

LK;,.

1.1;,M

LK;,.

1.1;,M

LK;,.

1..A,L1.1I,I

KL,H

1.1I,IKL,H

AH,1M,K1.KL,H

1.M,K1.AH,1KL,H

lnIL,1H1ln

IL,1H1

M,.

;,KK

M,.

1;,KK

;,KK

;,KK

M,.

1

M,.

I

K

I

K

I

K

KI

K

K

I

I

==

=

=

+=

=

=

=

=

=

=

=

=


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m $esquisador rece%eu &irc0nio@K, cu6a meia -ida # L dias, $ara usar numa e3$eri


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? H31.Mm@+s@1? H31.M31.@Hcm@+ s@1t ? s

a ? 1,K3M,KH ? L.;,HL cm

dN ? H31.M31.@H3 L.;,HL3 ? 1,.LHHK31.M$artculas

H) Na %usca incessante do equil%rio nuclear, o ; e o ;G2 iniciam um $rocesso contnuo dedecaimento, atra-#s da emisso de radiaes ala e %eta, ormando amlias radioati-as ou s#ries deelementos radioati-os, a $artir do n/cleo $ai+ (onsiderando a igura a%ai3o, re$resentati-a da s#rieradioati-a $arcial do ;G2, com$lete o que alta $ara com relao aos decaimentos'

a) ;La ;.Ac ;a HPo 1HCi .P%%) a LAc Ha 1LPo 1.Ci .P%

c) ;La LAc ;a HPo 1.Ci .P%d) a Ac Ha 1LPo 1Ci .P%e) a ;.Ac Ha 1LPo 1.Ci .P%

) As radiaes diretamente ioni&antes 9%eta, $r*tons, ons $esados, ragmentos de isso) ouindiretamente ioni&antes 9=, gama, n


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%) duas es$essuras' uma de c2um%o e a outra de ur>nio em$o%recidoc) duas es$essuras' uma de material de n/mero at0mico %ai3o e a outra de c2um%od) uma s* es$essura de um material de n/mero at0mico alto, $or e3em$lo, c2um%oe) as $artculas %eta no necessitam de %lindagem adicional

CRIN5A\E! PAA A5IAWX 5IEGA!ENGE INI:ANGE+

7 4cil de se construir uma %lindagem $ara rear a radiao diretamente ioni&ante de-ido ao seu $equenoalcance em materiais s*lidos e lquidos+ Qualquer material mais es$esso que o alcance da $artcula $odeser usado $ara %arrar todos os ons+ A %lindagem $ara radiao %eta $ode ser otimi&ada usando umacom%inao de materiais com $equeno e com grande :+ s materiais mais comumentes em$regadoscomo %lindagem so o alumnio, o lucite, o -idro, $ois estes materiais redu&em a gerao de raio = derenamento+

CRIN5A\E! PAA FNGEB E!IBBAB 5E A5IAWX = E \A!A+s materiais mais comuns em$regados em %lindagens $ara radiao = e gama so o erro e o c2um%o,

$or#m o tungstnio em$o%recido $odem ser usados $or um custo muito maior se ornecess4ria uma %lindagem com dimenses redu&idas+ concreto e 4gua so utili&ados onde a es$essura ea massa no a$resentam incon-enientes+

CRIN5A\E! PAA NGNB+!aterial 2idrogenado+

L) radiois*to$o com meia -ida de 1 2, # usado na medio da ta3a de lu3o da 4gua do mar+Bo $rodu&idos g deste radiois*to$o atra-#s da irradiao, com n


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A ? A.+e@+t? A.3 ., ? 1,1131.

1 Cq

A ? + m + NA-

J !

? .,LK;JG1J? .,LK; J ;. 3 ;L 3 H 3 L. 3 L. ?

.,LK; JK,HL.31.s ? M,;[email protected]@1

m ? 9A + !) J 9+ NA-) ? 91,1131.1+ 1;M) J M,;[email protected],.31.;

? 1,;31.1HJ H,31.1H ? .,;H g ? ;H g

N/mero de tomos 9n) e N/mero de 5ensidade 9C) n/mero de 4tomos ou mol#culas 9n) numa massa 9m) de um material $uro $ossuindo $eso at0mico oumolecular 9) # acilmente calculado $ela seguinte equao usando o n/mero de A-ogadro 9C4v ?L,.f1.; 4tomos ou mol#culas $or mole@grama)'

A ati-idade em uno do tem$o # dada $or'

M) Identiique o ti$o de es$ectro de energia das $artculas ou *tons a%ai3o descritos, di&endo se asmesmas tero um es$ectro contnuo ou discreto de energias+( ? Es$ectro (ontnuo 5 ? Es$ectro 5iscreto9 ) aios gama $ro-eniente da aniquilao de $*sitron em interao

com el#tron+

9 ) adiao %eta9@) resultante do decaimento de um n/cleo inst4-el$or e3cesso de n


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adiao %eta menos resultante do decaimento de um n/cleo inst4-el $or e3cesso de n


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El#tron de ormao de $ar, oriundo da transormao de energia em mat#ria $or um *ton de alta energia91, !e") com o cam$o eletromagn#tico do n/cleo contnuo+

m $ar $*sitron el#tron # emitido ao in-#s da radiao gama+ Isto $ode ocorrer se a energia dodecaimento or

\eralmente, este $rocesso # -4rias ordens de grande&a $ostergado com$arado com o decaimento gama$ermitido+Assim como a e3citao at0mica, um outro $rocesso t#rmico # a radiao %remsstra2lung, que ocorrequando el#trons li-res interagem com ons+ Be um el#tron se a$ro3ima de um on $ositi-o, eles seroatrados um $elo outro e a ora el#trica intensa alterar4 a tra6et*ria do el#tron 9isto #, acelerando@o), oque le-ar4 8 emisso de radiao eletromagn#tica+ Este ti$o de emisso # c2amada de emisso li-re@li-re,ou %remsstra2lung+ Cremsstra2lung interno # causado $ela alterao a%ru$ta no cam$o el#trico na regiodo n/cleo do 4tomo sorendo decaimento+

N


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Partcula ala $ro-eniente do decaimento de n/cleos $esados inst4-eis @ discreto+= ] T ^e T Q

onde Q # a energia li%erada no $rocesso de desintegrao e origina@se da dierena de massa e3istenteentre o n/cleo $ai e os $rodutos de desintegrao+ As $artculas ala so emitidas como energias discretase caractersticas do n/cleo $ai+ Isto ocorre $elo ato de que o n/cleo at0mico $ossui n-eis de energiacaractersticos e discretos+

E3em$lo' 1.Po .LP% T H^e T ,;. !e"+

F*toel#tron, sendo o el#tron arrancado da camada eletr0nica $or interao com o *ton, com transmisso

total de energia @ 5iscreto+ otoel#tron # o resultado %4sico da interao, a $artir do qual se $ode detectar o *ton+ (omo o 4tomoque $erdeu um el#tron ica em estado e3citado, $ode tam%#m ser emitido um *ton ou mesmo um el#tron9Auger@el#tron), am%os de %ai3a energia, a im de que o 4tomo retorne a um estado equili%rado+

) (onsidere as airmaes'i) $rocesso de ca$tura eletr0nica # mais $ro-4-el em elementos de %ai3o n/mero at0mico+


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ii) A $roduo de radiao de renamento # uno da energia do el#tron e do n/mero at0mico domaterial+iii) A camada semi@redutora de$ende do coeiciente de atenuao linear+As airmaes corretas so'a) i e iii

%) a$enas a i

c) ii e iiid) a$enas a iiie) todas acima(APGA EREGjNI(A7 um $rocesso que com$ete com a desintegrao %eta $ositi-a, ocorrendo quando o n/cleo $ossuie3cesso de $r*tons+ Neste $rocesso o n/cleo ca$tura um dos el#trons de seu $r*$rio 4tomo, normalmenteda camada `, que se com%ina com um $r*ton do n/cleo con-ertendo@se em um n


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K) Ci@. cu6a meia -ida # 1,; dias decai $ara o P%@. cu6a meia -ida # ;31.M anos+ Be umaamostra $ura de Ci@. $ossui uma ati-idade inicial de 31.1. Cq, qual seria a ati-idade total da amostraa$*s um $erodo de decaimento de K. diasa) 1,H 3 1. Cq+

%) , 3 1. Cq+c) 1,M 3 1.K Cq+

d) H, 3 1.1. Cq+e) ,. 3 1.1. Cq+A?

(adeia Bem Nen2um Equil%rioBe o nucldeo $ai $ossui uma meia -ida muito mais curta que a meia -ida do $roduto de decaimento, noser4 $oss-el o%ter uma es$#cie de equil%rio+ A$*s -4rias meias -idas do nucldeo $ai no e3istir4 maisati-idade restante signiicati-a $ara o nucldeo $ai e, $ortanto, o radionucldeo e3istente ser4 somente o

$roduto de decaimento+

ondeA1 # a ati-idade inicial do $aiA # a ati-idade do $roduto de decaimento quando todo o $ai 64 ten2a decadoG1 # a meia -ida do nucldeo $aiG # a meia -ida do nucldeo $roduto de decaimento

;.) Qual das seguintes airmaes # alsaa) ei3e de radiao causado $or uma onte de co%alto@L. # constitudo $or *tons

%) ei3e de radiao de um acelerador linear de el#trons $ode ser constitudo $or *tons e el#tronsc) Ganto o acelerador linear de el#trons como a onte de co%alto@L. $ossuem uma onte radioati-ad) ei3e de radiao da onte de co%alto@L. $ossui energias de a$ro3imadamente 1 !e"+e) ei3e de radiao dos medidores nucleares $ode ser constitudo de radiao %eta, gama e n


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d) o n-el de radiao no local # &eroe) o am%iente a$resenta contaminao radioati-a+Quando um material # su%metido a um ei3e de radiao =, este 'a) se torna material radioati-o

%) $ode sorer ioni&ao e e3citaoc) ica contaminado radiati-amente

d) de-e ser conser-ado dentro de %lindageme) de-e ser manuseado a dist>ncia

;) A dist>ncia m#dia da tra6et*ria entre interaes num meio, descre-e $ara o *ton'a) coeiciente de a%soro de energia m4ssico

%) li-re camin2o m#dioc) coeiciente de atenuao lineard) seo de c2oque $ara (om$tone) transerncia m#dia que um *ton $ercorre entre interaes, # '

;;) A relao entre meia@-ida 9G9:%) e -ida m#dia 9) #'a) !eia@-ida igual a duas -e&es a -ida m#dia+%) !eia@-ida igual a 1J; da -ida m#dia+c) !eia@-ida igual ao in-erso da -ida m#dia+d) !eia@-ida igual a 1Je da -ida m#dia+e) !eia@-ida igual a .,M da -ida m#dia+

a) G1J ? + ? J %) G1J ? 1+J ; ? 1 J ;+c) G1J ? 1 J ? d) G1J ? 1J e ? 1 J ,M1 + e) G1J ? .,M+? .,M J

5entre as res$ostas nen2uma condi& com o conceito de -ida@m#dia em relao 8 meia@-ida, $ois,

G1J ? .,LK;+A -ida m#dia # deinida como a m#dia das duraes de todos os 4tomos radioati-os contidos na amostra+

A relao entre -ida m#dia e meia@-ida # dada $or'

Portanto, a -ida m#dia tam%#m # uma constante, que de$ende unicamente das caractersticas do nucldeoque se desintegra+e# um n/mero contnuo a$ro3imadamente igual a ,M1+

1=N#)

1=

Questões Física Nuclear

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