Questões de Concurso sobre Física Atômica e Nuclear

Considere a seguinte situação: uma radiofarmácia preparou uma dose de um radiofármaco marcado com iodo-123 às oito horas da manhã, porém 14 mCi do composto devem ser aplicados às 14 horas. Nessas condições é correto afirmar que a atividade que deve ser colocada na seringa no momento do preparo corresponde a aproximadamente:

Dados: e^-0,693 = 0,5; (0,5)^-0,5 = 1,41; (0,5)^0,5 = 0,71; (0,5)^-1,5 = 2,8; (0,5)^1,5 = 0,35; (0,5)^-2 = 4; (0,5)² = 0,25.

O defeito de massa de um átomo de Urânio-235 é igual a 1,915 u.m.a. Qual o valor da sua energia de ligação por nucleon? Dado que 1 u.m.a. = 931,5 MeV/c2.

Um potencial elétrico coulombiano produzido por uma partícula pontual com carga Q tem intensidade V em um ponto que está a uma distância D da partícula. Em um outro ponto, a uma distância D/3 da mesma partícula, quanto vale a magnitude do potencial elétrico?

Observe o texto:

“Estudos mostraram que a radiação alfa e feixe de nêutrons causam maior dano biológico para uma dada deposição de energia por kg de tecido do que a radiação gama.”

Adaptado de: radiation-dosimetry.org/

Uma grandeza dosimétrica, portanto, é utilizada para comparar doses de diferentes radiações para produzir o mesmo efeito biológico

O texto refere-se da grandeza:

Esse laser emite mais que 2,00 × 10²⁰ fótons por segundo.

Observe o texto:

“Para determinadas combinações de nêutrons e prótons, o núcleo é estável – nesse caso, são denominados isótopos estáveis. Para outras combinações, o núcleo é instável (isótopos radioativos ou radioisótopos) e emitirá energia até atingir a estabilidade.”

Adaptado de: BiodieselBR.com - 02 fev 2006

Assinale a alternativa correta:

Considere as seguintes informações acerca de certo átomo no estado neutro:

N° de elétrons= 2

N° de nêutrons= 2

Distribuição eletrônica: 1s²

Considerando as informações fornecidas, assinale a alternativa correta.

No ano de 2023, o modelo atômico proposto pelo físico dinamarquês Niels Bohr completará 110 anos. O físico utilizou a estrutura do modelo planetário de Rutherford e incluiu algumas ideias propostas por Max Planck. Bohr postulou que os elétrons ocupariam apenas determinadas órbitas circulares ao redor do núcleo. Nestas órbitas, que foram denominados estados estacionários ou níveis de energia, os elétrons poderiam girar indefinidamente sem perder energia e, portanto, sem emitir radiação. Tais órbitas, que foram caracterizadas com um número quântico n, podiam assumir valores inteiros e uma energia específica para cada nível. Na figura apresenta-se um diagrama com os níveis de energia, em elétron-volts (eV), para o átomo de hidrogênio. Quando um elétron que ocupa o nível n = 3 retorna para o n = 1 (estado fundamental), emite um fóton cujo valor da frequência será de _______ Hz.

Adote o valor da constante de Planck igual a 4 . 10^-15 eV/s.

Assinale a alternativa que completa a lacuna acima.

Uma partícula P se move no plano x-y e tem sua trajetória determinada pelo vetor 𝑟⃗(𝑡) = 𝐴[cos(𝜔𝑡) 𝑖⃗+ sen(𝜔𝑡) 𝑗⃗]. Com relação à trajetória, velocidade e aceleração da partícula, é CORRETO afirmar:

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?

Um elemento radioativo possui meia-vida de 5 anos. O tempo decorrido para que uma amostra de atividade de 1 Ci desse elemento se reduza a 0,25 Ci é de

Em 1932, James Chadwick descobriu o nêutron bombardeando berílio ⁹₄Be com partículas α para produzir nêutrons da seguinte reação nuclear: ⁹₄Be + α $\to$ ¹²₆C + n, onde ⁹₄Be 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.

As leis que se conservam durante a colisão de um próton com um elétron são:

Um professor de ciências físicas e biológicas de certa universidade ministrou uma aula quanto à física de partículas. No decorrer da aula, ele informou os seus estudantes que as partículas podem ser classificadas de acordo com diversos critérios físicos. Um desses critérios é fazer uma distinção segundo a ação ou não da força forte sobre a partícula. Nesse arcabouço, o professor comunicou que as partículas sobre as quais a força forte atua são denominadas hádrons; e as partículas sobre as quais a força forte não atua são léptons. Além disso, nos léptons, a interação dominante é a força fraca. Com base nisso, assinale a alternativa que corresponde a um hádron.

O modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio partiu do rascunho modelo planetário, mas acrescentou suposições sobre os elétrons. Assinale a alternativa que não foi apresentada por Bohr a esse respeito.

Uma partícula quântica é descrita pela função de onda unidimensional e independente do tempo Ѱ(x) = A exp(−η²x²/2), onde A e η são constantes, e x é uma posição no eixo horizontal.

Dessa maneira, podemos afirmar que o valor médio da posição x é

O termo decaimento β abrange 3 modos de decaimento radioativo em que o número atômico Z entre o nuclídeo pai e o nuclídeo filho muda em uma unidade (± 1), enquanto o número de massa atômica permanece constante. Assim, o número de nucleons e a carga total são ambos conservados nos processos de decaimento β e pode-se dizer que o filho é um isóbaro do pai, uma vez que as duas partículas contêm o mesmo número de nucleons.

Nesse contexto, em um decaimento onde p representa um próton, e⁻, e⁺, v e u representam um elétron, um pósitron, um neutrino e um antineutrino, respectivamente, o decaimento β⁻ pode ser representado pelo seguinte processo:

Considere o diagrama de níveis de energia para um átomo de um elétron, ilustrado na figura a seguir.

Considerando as séries de Lyman, com nível final do estado fundamental n = 1, o maior comprimento de onda nessa série é igual a

O decaimento como função do tempo de uma determinada substância radioativa é mostrada na seguinte figura.

Com base na figura, após a substância decair por 15 minutos, a quantidade de substância radioativa restante é, em g,

A todo instante, raios cósmicos atingem a atmosfera terrestre e colidem com núcleos atômicos. Dessa interações, é formada uma cascata de partículas que permeia nossa atmosfera. Muitas dessas partículas são instáveis, o que significa que, após determinado intervalo de tempo (tempo de vida), elas decaem. Seja um múon criado a uma altitude de 100 km e que se movimento com uma velocidade vertical em direção ao solo de 0,9999$c$.

Sabendo que seu tempo de vida, em repouso, é de 2,2 $\mu$s, a mínima altitude que essa partícula atinge, aproximadamente, é de