Uma aproximação de um sistema de uma partícula em um poço infinito unidimensional consiste em um elétron, movendo-se em um fio metálico. Em média, o potencial dentro do fio é constante, mas aumenta expressivamente em cada extremidade não-condutora.

Supondo que um elétron esteja confinado em um fio de 1,0 cm de comprimento, obtenha a energia do estado fundamental do elétron em unidades de 10−15 eV.

Seis modos de interação de fótons com átomos absorvedores são importantes para a física médica. Cada um desses modos de interação tem suas próprias características peculiares; algumas delas são comuns a vários dos modos, e outras são específicas de um determinado modo.

Assinale a alternativa que descreve um possível modo de interação de fótons com átomos absorvedores corretamente.

O radônio é um gás nobre inerte que se mistura ao ar e possui 36 isótopos conhecidos, todos radioativos. Ocorre naturalmente como o produto do decaimento do urânio ou do tório, e seu isótopo mais comum é o radônio-222, que é um produto filho do decaimento do rádio-226.

Estime a energia de decaimento para o decaimento alfa do radônio-222 em polônio-218: ²²² ₈₈Rn → ²¹⁸ ₈₈Po + ⁴ ₂He considerando que as massas atômicas do radônio e do polônio são iguais a 222,018u e 218,009u, respectivamente.

Califórnio (Cf) é um elemento transurânico radioativo sintético da série dos actinídeos, com número atômico Z = 98 e 20 radioisótopos conhecidos e apenas o Cf-252 é de interesse comercial e foi considerado útil em uma ampla gama de áreas especializadas da ciência, indústria e medicina. Considerado um emissor intenso de nêutrons, é amplamente utilizado em diversas áreas da ciência, como no estudo da fissão nuclear, na radiografia de nêutrons, na inicialização de reatores nucleares, entre outros. O Cf-252 decai através de dois modos de decaimento radioativo: (1) decaimento alfa, com meia- vida de 2,73 anos e fração de ramificação 0,969, e fissão espontânea acompanhada de emissão de nêutrons com meia-vida de 85,5 anos e fração de ramificação 0,031.

Determine a meia-vida efetiva de uma fonte de ²⁵² ₉₈Cf.

Uma partícula viaja em um acelerador linear e tem velocidade de módulo igual a 2,60 x 10⁸ m/s.

Então, sua inércia de movimento translacional é igual a quantas vezes sua inércia de repouso?

A diferença de massa entre soma das massas dos componentes individuais de um núcleo atômico que contém “ ” prótons e “A – ” nêutrons, e a massa total do núcleo é chamada de defeito de massa Δm e seu equivalente em energia Δmc² é a energia de ligação total do núcleo. A energia de ligação por núcleon varia com o número de núcleons “A” e é da ordem de ~8 MeV/nucleon.

Estime a energia de ligação por núcleon de uma partícula alpha. Considere que a massa neutra de ⁴ ₂He é igual a 4,003u.

O modo de ultrassom Doppler espectral tem um maior potencial de risco térmico, uma vez que pode produzir um aumento de temperatura de até 8°C devido às altas frequências de repetição de pulso e de comprimento do pulso. Isso pode ser agravado, se o feixe for mantido estacionário por um longo período.

Dessa forma, o ultrassonografista pode tomar a seguinte estratégia para reduzir a probabilidade de riscos térmicos em um exame que utiliza ultrassom:

Calcule a capacidade de armazenamento necessária em megabytes para armazenar um arquivo de vídeo de ultrassom em escala de cinza de 8 bits por pixel, com duração de 12 segundos e com dimensões de 512 por 512 pixels, dado que a taxa de quadros do vídeo é de 60 quadros/segundos.

Um fóton de raios X com energia de 60 keV atinge o fósforo de uma placa de radiografia computadorizada que permite a digitalização da radiação em um aparelho leitor, produzindo uma imagem em uma tela de computador via software. Se o processo descrito produz fótons de luz com comprimento de onda de 415 nm, estime quantos fótons de luz são produzidos, se o coeficiente de conversão de energia para este processo é de 20%?

A atenuação é um efeito de redução no número de fótons em um feixe. Para fótons monoenergéticos, como raios gama de 60 keV, segue uma lei exponencial simples. Para uma radiação polienergética, fótons de energia mais baixa são eventualmente removidos do feixe, produzindo o efeito de endurecimento do feixe. Se um material com 5 mm de espessura transmite 90% de um feixe de fótons monoenergético, calcule o coeficiente de atenuação linear do meio em unidades de cm⁻¹.

Dados: ln(0.1) = −2,30; ln(0.5) = −0,69 e ln(0.9) = −0.11.