Questões de Concurso sobre Física Atômica e Nuclear

Para levar em conta as diferentes capacidades de interações biológicas das diferentes radiações, foi criado o termo Dose equivalente. A unidade SI de dose equivalente é o Sievert (Sv). A dose equivalente (H) é dada pela relação:

(Considere que D é a dose de radiação em Gy; Q é um fator de absorção efetiva da radiação em questão e N é outro fator modificante da absorção.)

Átomos radioativos tendem a apresentar instabilidade, podendo emitir partículas alfa (α), beta (β) e raios gama (γ). Existem determinados átomos que podem apresentar decaimentos em duas etapas, como é o caso do césio-137, que se transforma em bário-137 da seguinte forma:

${}_{55}^{137}Cs$ → [?]+ ${}_{56}^{137}Ba$_(instável) →[?]+ ${}_{56}^{137}Ba$_(estável)

Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que, respectivamente, completa corretamente os espaços indicados pelo símbolo de interrogação (?) que representam duas etapas do decaimento do césio-137.

Preencha as lacunas e assinale a alternativa correta.

Em 1945, provavelmente para impedir um avanço da China e mesmo da União Soviética sobre o Japão, os norte-americanos, sem prévio aviso, explodiram duas bombas atômicas, uma na cidade de Hiroshima e outra na cidade de Nagasaki, acelerando o final da 2ª Guerra Mundial. Poucos anos depois, os soviéticos conseguiram construir uma bomba semelhante, em 1948, e, surpreendentemente, uma nova bomba nuclear, mas com um processo muito diferente das duas bombas sobre o Japão e da primeira bomba soviética. Sobre esses fatos, é correto afirmar que as duas bombas norte-americanas eram de ______________ e baseavam-se no processo de ___________. A nova bomba de hidrogênio inventada posteriormente pelos soviéticos baseava-se no processo de ____________.

Desde 1965, o ARGONAUTA (IEN/Instituto de Engenharia Nuclear-UFRJ) vem sendo utilizado em pesquisas envolvendo nêutrons nas áreas da física de reatores e nuclear. Cerca de 70 alunos de instituições e universidades brasileiras obtiveram seus títulos de mestre ou doutor utilizando esse reator no desenvolvimento de suas pesquisas. Atualmente, existem várias linhas de pesquisas em ação, incluindo as seguintes, EXCETO

Encontre a massa convertida na explosão de uma bomba atômica de 12,0 kT.

(Lembrando que 1 kT = 4,2 . 10¹² J. Considere c = 3,0 . 10⁸ m/s )

A descoberta do elétron e sua interação com campos elétricos e magnéticos, através dos experimentos com a ampola de Crockes, possibilitou a idealização do modelo atômico de

A região do Sol, conhecida como fotosfera, é responsável pela radiação emitida e possui temperatura igual a 5800 K. O espectro de radiação emitido pela fotosfera pode ser considerado como o de um corpo negro e o comprimento de onda do ponto de maior intensidade desse espectro é igual a 500 nm. Um objeto com temperatura igual a 500 K, considerado também um corpo negro quanto ao espectro de radiação emitido, possui o comprimento de onda do ponto de maior intensidade de emissão do seu espectro, em nm, igual a ____ .

O Cobalto-60 (⁶⁰Co) é uma fonte radioativa frequentemente usada na medicina. Sua meia-vida é de 5,25 anos. Quanto tempo, aproximadamente, uma nova amostra levará para decrescer 1/8 de seu valor original?

A radiação eletromagnética possui caráter dual, pois se comporta como onda e ora como partícula. De acordo com a Física Quântica, quando o comportamento da onda é caracterizado como partícula (fótons), ela tem energia (E), proporcional à sua frequência (f) multiplicada pela constante de Panck (h = 6,62607 × 10^-34 J.s). Imagine que, hipoteticamente, em um acampamento de escoteiros houvesse uma fogueira e que cada fóton emitido pelas chamas tenha frequência igual a f = 5,07 × 10¹⁴ Hz, e os campistas queiram aquecer meio litro de água para fazerem chá, utilizando-se da radiação emitida pelo fogo. Considerando que os escoteiros aqueceram a água até 353 K a partir de uma temperatura inicial de 293 K, quantos fótons foram absorvidos pela água? (Desconsidere o recipiente contendo a água, bem como suas características físicas, e utilize c_água = 4,2 kJ/kg.K e 1000g_água = 1L).

De acordo com a Portaria INMETRO/MDIC número 590 de 02/12/2013 que oficializa o uso do SI do Brasil, “O segundo é a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de”?

A vida-média do elemento em questão é menor que 18 dias.

No contexto do início do século XX, quando o espectro de raias de emissão discreta de radiação de diferentes elementos era intensamente avaliado, o modelo de Bohr com as transições eletrônicas modeladas em termos da existência de órbitas discretas entre as quais transitavam os elétrons dos átomos (posteriormente descritos na teoria quântica em sua forma moderna final em termos dos orbitais eletrônicos) teve um esplêndido sucesso em tratar do espectro do átomo de hidrogênio.

No diagrama abaixo temos uma figura que representa o espectro de emissão do átomo de hidrogênio em termos da linguagem das séries espectrais. São indicados os números quânticos principais dos orbitais e o comprimento de onda associado à radiação emitida/absorvida na transição.

Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_transitions.svg

O conjunto de raias de emissão são classificados em séries com nome de seus descobridores e as primeiras transições rotuladas, respectivamente, em ordem crescente de energia entre os níveis eletrônicos envolvidos são rotulados por letras do alfabeto grego, em particular alpha e beta são as duas primeiras transições (de mais baixa energia) que resultam na emissão de fótons.

Lembrando que o espectro visível se estende aproximadamente entre as faixas de 380 nm e 700 nm do comprimento de onda da radiação eletromagnética, analise as afirmativas abaixo, dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).

( ) A transição alpha da série de Paschen é 1094nm e a alpha da série de Lyman é 94 nm.

( ) As transições alpha, beta e gamma de Paschen estão no ultravioleta.

( ) A transição alpha da série de Balmer tem comprimento de onda mais próximo do vermelho.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.

O ozônio (O₃) é naturalmente destruído na estratosfera superior pela radiação proveniente do Sol.

Para cada molécula de ozônio que é destruída, um átomo de oxigênio (O) e uma molécula de oxigênio (O₂) são formadas, conforme representado abaixo:

Sabendo-se que a energia de ligação entre o átomo de oxigênio e a molécula O2 tem módulo igual a 3,75 eV, então o comprimento de onda dos fótons da radiação necessária para quebrar uma ligação do ozônio e formar uma molécula O₂ e um átomo de oxigênio vale, em nm,

Leia atentamente o texto abaixo.

Em nuclídeos em que a razão nêutron/próton é e a emissão _____ não é energeticamente possível, o núcleo pode se tornar mais estável pela emissão de um _____. Dentro do núcleo, um próton é convertido em ___.

Assinale a alternativa que completa corretamente e respectivamente as lacunas.

Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando os termos aos seus respectivos conceitos.

Coluna 1

1. Meia-vida física.

2. Meia-vida biológica.

3. Meia-vida efetiva.

Coluna 2

( ) Tempo necessário para que a metade da quantidade inicial do nuclídeo no órgão seja removida.

( ) Característica de cada radioisótopo em função do seu número de massa.

( ) Necessária para estimar os efeitos biológicos, calculada em função das outras duas meia-vidas.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

É correto afirmar que a energia efetiva de qualquer feixe de raios X:

Ao calcular a blindagem da sala, o fator de uso U refere-se à:

A respeito do decaimento alfa, aplicando-se ao núcleo do plutônio -242 $(\begin{array}{c}242\\ 94\end{array}Pu)$, assinale a alternativa que melhor representa o produto do decaimento.

O Efeito Compton é caracterizado pela interação do fóton com um elétron periférico do átomo, mas cede ________ sua energia, resultando na emissão de um fóton com energia _______ e que continua sua trajetória dentro do material e em outra direção.

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

Analise a equação abaixo, sendo Q a energia liberada no processo de desintegração, e assinale a alternativa que melhor determina o tipo de desintegração que ela representa.

^AX_z → ^A-4Y_Z-2 + ⁴He₂ + Q