Questões de Física - Física moderna - Radioatividade
Analise a seguinte situação problema para responder às questão:
Uma questão da medicina contemporânea é a avaliação dos riscos envolvidos nas muitas opções de usos das radiações ionizantes para a produção de imagens internas do corpo humano, que muito tem colaborado com a consolidação dos diagnósticos. Um problema que se mostrou desafiador foi estabelecer a correlação entre a absorção de radiação e seus efeitos biológicos. Ao longo da história, foram utilizadas diversas formas de mensurar a dose de absorção de radiação pelo corpo humano, com destaque para as medidas que levam em conta fatores atenuantes relativos ao efeito biológico da dose efetivamente absorvida pelos tecidos. Atualmente a unidade de medida utilizada que reflete essa abordagem é o Sievert (Sv), que mostra a quantidade de energia absorvida por cada quilograma de massa, ou seja, 1 Sv = 1 J/kg. O uso atual dos equipamentos emissores de radiação ionizantes segue diversas normas e limites de segurança determinados cientificamente. Para cada caso específico, a determinação da dosimetria adequada configura um problema.
A fim de determinar a potência máxima, adequada para a interação de um feixe de raios-X com o tecido humano, construiu-se o arranjo experimental representado na figura abaixo. Nele, o detector mede a energia da radiação que não foi absorvida pela matéria ao longo do caminho do feixe. Segundo a Comissão Nacional de Energia Nuclear, o valor máximo de energia absorvida pelo tecido humano, após o exame de raios-X, deve ser de 0,06 J.
Num primeiro experimento, o detector de radiação mediu uma energia de 3 J, considerando o arranjo experimental utilizado e os dados da tabela; num segundo experimento, determinou-se quantas vezes menor a energia inicialmente emitida pelo feixe de raios-X deveria ser, para que o valor máximo de absorção seja respeitado, concluindo-se que a energia no segundo experimento seria:
Figura: arranjo experimental
Tabela: atenuação do raio-X na interação com a matéria.
Os raios X são usados para produção de imagens de partes do corpo humano, para acompanhamento médico. A origem dos raios X é devido, basicamente, à desaceleração de elétrons por um alvo metálico. Os raios gama são usados especialmente para tratamento de algumas doenças e têm sua origem no núcleo atômico, devido a um decaimento radioativo.
Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as seguintes afirmações a respeito das radiações X e gama.
( ) Os raios X são ondas eletromagnéticas.
( ) A radiação gama é uma partícula constituinte do núcleo.
( ) No espectro de energia, na maioria dos casos, a radiação gama possui menos energia que os raios X.
A alternativa que apresenta a sequência correta é
O radioisótopo cobalto 60 é usado como fonte de radiação em radioterapia e esterilização de alimentos.
Supondo uma amostra inicial de 20g, o tempo necessário para que restem 12,5% da quantidade inicial e a massa restante de cobalto 60 após 20 anos são, respectivamente: (Considere uma meia-vida de 5 anos para o cobalto 60).
No início do século XX, a Física Clássica começou a ter problemas para explicar fenômenos físicos que tinham sido recentemente observados. Assim começou uma revolução científica que estabeleceu as bases do que hoje se chama Física Moderna.
Entre os problemas antes inexplicáveis e resolvidos nesse novo período, podem-se citar
Um dos grandes avanços ocorridos na Medicina foi a descoberta das radiações gama e X, as quais são utilizadas para tratamento e diagnóstico. A radiação gama também tem aplicação na agricultura, sendo usada para preservação e longevidade dos alimentos. A respeito da origem dessas duas radiações, podemos dizer que a radiação X é obtida, basicamente, por _________, e a radiação gama é uma _________ de alta frequência emitida por _________.
A sequência que completa, corretamente, as lacunas do texto é:
A radioterapia com radiação gama é amplamente utilizada em tratamento contra o câncer. A radiação é produzida pelo decaimento do cobalto-60 (Z = 27), cujo núcleo decai emitindo uma partícula beta, de carga negativa, resultando no núcleo de certo elemento X.
O elemento X é:
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