Questões Física para Concursos

A seção de choque microscópica, expressa por núcleo para um mecanismo de interação específico (como captura radiativa ou espalhamento elástico), é tradicionalmente medida na unidade de barn, que equivale a 10⁻²⁸ m².

A seção de choque macroscópica, que representa a probabilidade por unidade de caminho para um processo específico, é obtida pelo produto da seção de choque microscópica pelo número de núcleos por unidade de volume, e possui dimensão do inverso do comprimento.

A atenuação de um feixe estreito de nêutrons em um absorvedor segue uma relação exponencial com a espessura, onde a atenuação depende da seção de choque macroscópica total.

A densidade da taxa de reação (reações por unidade de tempo e volume) é determinada pelo produto da seção de choque macroscópica pelo fluxo de nêutrons, que é definido como o produto da densidade numérica de nêutrons pela sua velocidade.

O caminho livre médio, que é o inverso da seção de choque macroscópica total, é normalmente da ordem de dezenas de centímetros para nêutrons lentos em materiais sólidos, sendo menor (da ordem de um centímetro ou menos) para nêutrons rápidos.

A reação é do tipo (α,p) sobre o elemento alumínio.

A partícula ^?_?X é um núcleo de hélio, e o núcleo inicial de alumínio tem massa 27.

O elemento Z é um nêutron, comum em fissões de reatores nucleares.

A reação respeita conservação de massa e carga se o somatório dos números atômicos e dos números de massa dos reagentes for igual ao dos produtos.

O ³¹_?P é um núcleo excitado de curtíssima duração antes de emitir radiação/partícula.

5,7 dias

6,9 dias

9,5 dias

14,7 dias

17,3 dias

3,1·10⁷ Bq

9,8·10¹²

4,2·10⁸

1,25·10¹⁰ Bq

6,0·10⁵ Bq

¹₀n

⁴₂He

β⁻

β⁺

⁴₂Li

O LET representa o poder de frenamento do meio material sobre a partícula carregada, sendo calculado como a energia total perdida ao longo de todo o alcance da partícula.

O LET é um valor constante para cada tipo de partícula, independentemente de sua energia, o que permite uma classificação absoluta entre radiações de baixo e alto LET.

O LET Irrestrito (L∞) considera todas as perdas de energia, incluindo as transferidas para partículas secundárias de alta energia (raios δ) durante o processo de degradação.

O termo "Linear" no LET refere-se exclusivamente à trajetória retilínea das partículas carregadas no meio material durante o processo de transferência de energia.

Na prática, o LET representa um valor médio obtido de um espectro de valores, já que a energia da partícula varia após cada interação, alterando o dE/dx ao longo de seu percurso.

Este princípio só é aplicável quando o radionuclídeo filho possui uma meia-vida significativamente maior que a do radionuclídeo pai.

O equilíbrio secular é um estado temporário que dura apenas alguns segundos, portanto, as medidas devem ser realizadas imediatamente após a separação química dos nuclídeos.

Uma condição essencial para o equilíbrio secular é que o radionuclídeo pai e o filho sejam do mesmo elemento químico para garantir a mesma eficiência de detecção.

No equilíbrio secular, a atividade do radionuclídeo filho torna-se praticamente igual à atividade do radionuclídeo pai, permitindo que a medida do filho seja usada para calcular a atividade do pai.

O equilíbrio secular pode ser utilizado para medir a atividade de qualquer par pai-filho, independentemente das suas meias-vidas, desde que estejam na mesma amostra.

Uma vez que o nêutron não possui carga elétrica, ele interage com os núcleos sem a necessidade de superar a barreira de Coulomb. Consequentemente, a probabilidade (seção de choque) para interações nucleares é maior para nêutrons do que para partículas carregadas.

As interações de nêutrons com núcleos são categorizadas em duas classes principais: espalhamento e absorção. No espalhamento, o nêutron interage e ambas as partículas reaparecem, sendo este processo o responsável pelo abrandamento (slowing down) de nêutrons rápidos em reatores, transformando-os em nêutrons lentos ("térmicos").

O espalhamento pode ser elástico, no qual a energia cinética total dos dois corpos em colisão é conservada, ou inelástico, no qual parte da energia cinética é cedida ao nêutron como energia de excitação, resultando na emissão subsequente de raios γ pelo nêutron excitado.

No caso da absorção, o nêutron desaparece e uma ou mais outras partículas aparecem após a reação. Exemplos de reações absortivas incluem a reação (n, p), a reação de captura (n, γ) e a fissão.

A probabilidade de ocorrência de uma interação específica é quantificada pela seção de choque microscópica (σ), definida separadamente para cada tipo de reação e isótopo. A unidade utilizada para a seção de choque é o barn (1 barn = 10⁻²⁸ m²), que corresponde aproximadamente à área da seção transversal de um núcleo. As seções de choque dos nêutrons dependem fortemente da energia do nêutron.

I e II, apenas.

I e IV, apenas.

II e III, apenas.

I, II e IV, apenas.

I, III e IV, apenas.

A relação diferencial dT = c²dm demonstra que qualquer acréscimo na energia cinética de uma partícula corresponde diretamente a um aumento proporcional em sua massa relativística.

A energia total de uma partícula relativística pode ser expressa como E = γm₀c² + T, onde o termo relativístico γm₀c² representa a energia cinética e T corresponde à energia de repouso.

A integração da relação entre energia cinética e variação de massa permite interpretar a energia de repouso m₀c² como uma energia intrínseca associada ao próprio estado de repouso da partícula.

Se uma quantidade de energia E é transportada com velocidade v, então o momento associado é p = Ev/c²; para um fóton, cuja velocidade é c, isso implica p = E/c.

A equivalência massa–energia implica que a energia total associada a um corpo de massa relativística m é E = mc², de modo que qualquer energia E pode ser tratada como equivalente a uma massa m = E/c².