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 I/I₀ em função da espessura x do material para três formas diferentes de radiação.



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

A radioatividade é um fenômeno fundamental em diversas áreas da ciência e tecnologia, como: saúde, indústria, pesquisa e segurança nuclear. Seu estudo envolve conceitos essenciais sobre a transformação espontânea de núcleos instáveis e o comportamento estatístico desses processos.

Com base nesses conceitos, analise as afirmativas a seguir:

I. A taxa de transformações nucleares de átomos instáveis em um determinado instante é denominada Atividade (A). No Sistema Internacional de Unidades, a atividade é medida em becquerel (Bq), unidade equivalente a uma transformação por segundo (s⁻¹);
II. A atividade de uma amostra radioativa depende do valor inicial da atividade no instante t = 0 e decresce exponencialmente ao longo do tempo. O intervalo necessário para que a atividade diminua por um fator 1/e é denominado vida média (τ), sendo dado por τ = 1/λ, onde λ é a constante de decaimento;
III. A equação de decaimento radioativo permite determinar com precisão o instante exato em que um núcleo instável sofrerá sua transmutação. Além disso, o comportamento exponencial da atividade indica que todos os núcleos instáveis de uma mesma espécie presentes em uma amostra decaem de forma simultânea;
IV. A meia-vida (T₁/₂), definida como o tempo necessário para que metade dos núcleos radioativos presentes em uma amostra decaiam, é diretamente proporcional à constante de decaimento (λ), obedecendo à relação T₁/₂ = λ/0,693.

Está correto o que se afirma em

No setor de Medicina Nuclear de um hospital, o controle de qualidade de radiofármacos exige o conhecimento preciso do decaimento radioativo desses compostos. O gráfico abaixo representa a massa de um radiofármaco em função do tempo.




Sabendo que a vida média é o tempo médio esperado para o decaimento de um núcleo radioativo, determine a vida média desse elemento.

A fissão nuclear do ²³⁵U por nêutrons térmicos é um dos processos fundamentais para a operação de reatores nucleares. Considere uma das possíveis reações de fissão:



O valor Q da reação, que representa a energia liberada, é dado por Q = ∆m ∙ c² , onde Δm é o "defeito de massa", ou seja, a diferença entre a massa total dos reagentes e a massa total dos produtos. 

Para esta reação, foi calculado um defeito de massa de:
∆m = 3,0893 ∙ 10⁻²⁸ kg
Sabendo que:
1kg. c² ≈ 8,98755179 ∙ 10¹⁶ J/kg, 

Assinale a opção incorreta.

Considere as relações entre massa e energia no contexto da mecânica relativística. Sabendo que a variação da massa com a velocidade implica modificações na definição de energia e que a energia total de um corpo envolve tanto a energia cinética quanto a energia de repouso, assinale a opção que apresenta um erro conceitual.

A interação de fótons com a matéria é regida por três processos principais. A probabilidade de ocorrência de cada um desses processos é função da energia do fóton incidente e do número atômico (Z) do material absorvedor, conforme ilustrado de forma esquemática no gráfico abaixo.



Considerando o gráfico, onde as regiões (I), (II) e (III) representam a dominância de um dos processos de interação, assinale a opção que identifica corretamente o mecanismo predominante em cada uma delas.

No projeto e operação de reatores nucleares, o entendimento dos mecanismos de interação entre nêutrons e a matéria é fundamental para o controle da reação em cadeia, o dimensionamento de blindagens e a análise de segurança. Considerando os principais processos de interação, assinale a opção incorreta.

Ao longo da história da ciência, a compreensão da estrutura da matéria tem sido um pilar fundamental para o avanço do conhecimento. Desde as primeiras ideias filosóficas até os modelos baseados em evidências experimentais, a concepção do átomo passou por diversas transformações. Cada novo modelo atômico surgiu para explicar fenômenos observados que as teorias anteriores não conseguiam, revelando camadas mais profundas e complexas da realidade subatômica.

Considerando a evolução histórica e as principais características dos modelos atômicos que moldaram nosso entendimento da estrutura da matéria, analise os itens a seguir:

I. O modelo atômico de Dalton propôs que o átomo era indivisível e que possuía um núcleo central onde se concentrava a carga positiva.
II. No modelo de Rutherford, os elétrons giravam em órbitas bem definidas, e ao passar de uma órbita mais energética para uma menos energética, emitiam luz de um espectro contínuo.
III. O modelo atômico de Bohr estabeleceu que os elétrons se movem em órbitas quantizadas ao redor do núcleo, podendo mudar de nível energético ao absorver ou emitir energia.
IV. O modelo atômico de Thomson foi o primeiro a propor a existência de partículas subatômicas (elétrons) incrustadas em uma massa esférica de carga positiva.

Está correto o que se afirma em

Um nêutron livre, com massa aproximadamente igual a m_n = 1,67ꞏ10⁻²⁷ kg e viajando a uma velocidade de v_n = 2ꞏ10⁷ m/s (um nêutron rápido), colide frontalmente e é absorvido por um núcleo de Deutério (que possui um próton e um nêutron, massa aproximadamente m_D ≈ 2m_n). Imediatamente antes da colisão, o núcleo de Deutério estava em repouso. Considerando que a colisão é perfeitamente inelástica (o nêutron e o núcleo se unem, formando um núcleo de Trítio).

A velocidade do núcleo resultante (Trítio) imediatamente após a colisão será

O segundo princípio da Termodinâmica impõe uma limitação fundamental aos processos de conversão de energia térmica em trabalho. Esse princípio pode ser enunciado da seguinte forma:

“É impossível construir uma máquina térmica que opere em ciclos e tenha como único efeito retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho.”

A partir dessa formulação, é correto inferir que