Questões de Concurso sobre Física Atômica e Nuclear

Durante um ensaio de Gamagrafia Industrial para inspeção de solda em um oleoduto (Teste Não Destrutivo – END), um irradiador portátil utiliza uma fonte selada de 192-Irídio(¹⁹²Ir) com uma atividade de 8,0 Ci. A fonte é projetada para estar próxima a 2,0 m de uma barreira temporária de concreto. A taxa de exposição medida no limite da Área Controlada, a 2,0 m da fonte, é de 4 mR/h. Sabe-se que o coeficiente de atenuação linear do concreto para fonte de 192Ir em MeV é μ = 0,15 cm⁻¹, dado: Ln(0,125) = – 2,0.

Assinale a opção que indica a espessura mínima de parede necessária para que a taxa de exposição na área vizinha não ultrapasse 0,5 mR/h.

Durante um teste de blindagem de materiais como chumbo e concreto, um supervisor de radioproteção analisou os diferentes efeitos das blindagens quando submetidas a um intervalo de energia de fótons do acelerador.

Assinale a opção que relaciona corretamente a energia do fóton incidente e o tipo de interação predominante da radiação eletromagnética com a matéria.

Com base no gráfico anexado, que ilustra a variação da Energia de Ionização (eV) em função do Número Atômico (Z) dos elementos químicos, analise os itens a seguir:

I. Os valores máximos (picos) na curva correspondem a elementos que possuem a camada de valência completa, como os Gases Nobres (Z=2, Z=10, Z=18, etc.), indicando a maior estabilidade e, consequentemente, a maior dificuldade para remover um elétron.

II. Os elementos localizados nos valores mínimos da curva, que ocorrem imediatamente após os picos, são os Metais Alcalinos (Z=3, Z=11, Z=19, etc.), que possuem o menor potencial de ionização em seus respectivos períodos devido à presença de um único elétron na camada de valência, afastado do núcleo.

III. Ao longo da Tabela Periódica (da esquerda para a direita em um período), observa-se uma tendência geral de aumento na energia de ionização. Isso ocorre porque o raio atômico diminui e a carga nuclear efetiva aumenta, tornando a atração sobre os elétrons mais forte.

IV. A energia de ionização dos elétrons da última camada, representada no gráfico (eV), é significativamente menor do que a energia de ligação dos elétrons das camadas internas (mais próximos do núcleo).

É correto o que se afirma em

Os diferentes tipos de radiação ionizante interagem com a matéria de maneiras distintas. Essas diferenças se refletem diretamente em sua penetrabilidade, característica que permite, inclusive, identificar o tipo de radiação analisando o comportamento da intensidade transmitida ao atravessar um material.

A figura a seguir (fora de escala) apresenta três curvas típicas de atenuação, representando a razão $\frac{I}{I_o}$ em função da espessura 𝑥 do material para três formas diferentes de radiação.

Com base na análise das curvas apresentadas, assinale a opção correta.

Segundo Niels Bohr, o elétron do átomo de hidrogênio só pode alterar seu movimento orbital em torno do núcleo do átomo se receber ou liberar determinada quantidade de energia.

O diagrama ilustra a energia de um elétron em cada uma dessas órbitas. (1 eV = 1,6 . 10^–19 J)

Ao se decair da órbita de nível 4 para a de nível 2, o elétron __________ uma quantidade energia de __________J.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do excerto.

No campo da geocronologia, uma isócrona é

A análise dos espectros de emissão permite identificar a constituição de diferentes corpos ou elementos, como é o caso do Sol, por exemplo.

Qual das afirmativas abaixo faz uma caracterização verdadeira sobre os espectros de emissão e absorção?

Em sala de aula, uma professora propôs que os estudantes criassem uma atividade prática que representasse o movimento das partículas e a emissão de radiação no Sirius. Uma das turmas sugeriu girar, no escuro, uma lanterna presa a um barbante, filmando o rastro de luz com o celular em modo de longa exposição.

Considerando o texto e na analogia proposta, a atividade é

Considere que, além de seu estado fundamental, um átomo hidrogenoide tenha dois outros estados com energias de 0,5 eV e 1,5 eV acima do valor da energia do estado fundamental. Nessa situação, considerada a constante de Planck igual a 4,0$\cdot$10⁻¹⁵ eV × s e a velocidade da luz igual a 3,0$\cdot$10⁸ m/s, o valor do comprimento de onda dos fótons emitidos e(ou) absorvidos, quando ocorrer transição direta entre os estados excitados, será 750 nm.

No processo de emissão espontânea, o sistema tende a emitir radiação de forma isotrópica em relação à direção de propagação, sem uma relação de fase bem definida.

O processo de fissão nuclear consiste na quebra de um núcleo atômico instável, através do bombardeamento deste núcleo por nêutrons, produzindo assim novas partículas. Quando o núcleo do isótopo 235 do urânio $(\begin{array}{c}235\\ 92\end{array}U)$ é bombardeado por um nêutron, o núcleo do $\begin{array}{c}235\\ 92\end{array}U$ ________.

Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que preenche corretamente a lacuna do texto do enunciado.

Segundo o modelo atômico de Schrödinger, é possível determinar com precisão simultaneamente a posição e a velocidade de um elétron em um átomo.

Se a temperatura de um corpo negro dobra, a potência total irradiada por unidade de área

Um átomo de ferro (Fe) possui 26 elétrons. Em unidades de ℏ, qual é a máxima projeção z de momento angular spin possível para este átomo, obedecendo ao princípio de exclusão de Pauli?

Um forno de laboratório opera a uma temperatura de 1500 K. Qual é a potência total aproximada emitida pelo forno como radiação de corpo negro por unidade de área, supondo que o forno seja um emissor ideal de radiação?

Dado: constante de Stefan-Boltzmann 5,66.10^-8W.m^-2.K^-4.

Em relação a um corpo negro, assinale a afirmativa correta.

Observe o gráfico a seguir.

Elaborado pelo(a) autor(a).

O gráfico acima mostra a curva de radiância espectral de um corpo negro, com o pico da emissão ocorrendo em 966 nm. Utilizando a Lei de Wien, que relaciona o comprimento de onda de pico da emissão de um corpo negro com a sua temperatura, selecione a resposta que mais se aproxima do resultado calculado para a temperatura desse corpo negro. (Dados: Constante de deslocamento de Wien 𝑏 = 2,897 × 10⁻³𝑚 ⋅ 𝐾.)

Sobre a estrutura do átomo, marque a alternativa CORRETA:

Qual das seguintes afirmações sobre a produção de raios X está correta?

Considerando que a etapa de atomização é de extrema importância na espectroscopia atômica, assinale a alternativa correta.