Lista resolvida de física das radiações

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SIMULADO DE AVALIAÇÃO 01
Aluna: Raquel Solares Soares
1. Diariamente estamos expostos à luz visível, à radiação infravermelha e aos raios ultravioleta emitidos pelo Sol. Estamos também expostos à radiação artificial que permeia o meio ambiente, proveniente das ondas de rádio e de TV, além das microondas emitidas pelos telefones e antenas de celulares. Também somos expostos aos raios alfa, beta e gama emitidos por radionuclídeos naturais existentes no meio ambiente. Esporadicamente tiramos radiografias de dente ou do pulmão, quando nos expomos aos raios X. 
a) Defina o que é radiação.
Radiação é energia em trânsito na forma de ondas eletromagnéticas ou partículas. Ela é emitida por uma forte e transmitida através do vácuo, do ar ou de meios materiais
b) O que é radiação diretamente ionizante e indiretamente ionizante? Classifique as radiações citadas no enunciado acima. 
Radiação diretamente ionizante se dá a partir de partículas carregadas, como elétrons, pósitrons e partículas alfa. E ela é responsável por entregar energia para o meio, como a interação é com uma partícula carregada, por meio de seu campo elétrico, ela transfere sua energia para muitos átomos ao mesmo tempo. A partícula vai entregando energia ao meio até que não possua mais energia, sendo possível definir o alcance (que é a máxima profundidade que a partícula consegue penetrar).
Radiação indiretamente ionizante envolve partículas sem carga, como fótons e nêutrons. Ela interage individualmente transferindo sua energia de partículas sem carga para partículas carregadas no meio, que irão provocar novas ionizações. Este tipo de radiação pode percorrer espessuras consideráveis dentro de um material, sem interagir.
As radiações citadas podem ser classificadas em:
Radiação não ionizante: luz visível, radiação infravermelha, raios ultravioletas, ondas de rádio e de TV, microondas.
Radiação diretamente ionizante: raios alfa, beta e gama.
Radiação indiretamente ionizante: raios X.
c) O que é radiação não ionizante? 
A radiação não ionizante é uma modalidade de radiação de baixa frequência e baixa energia, também denominada de campo eletromagnético, que se propaga através de uma onda eletromagnética. Sua energia é insuficiente para ionizar átomos ou moléculas, ou seja, ela não tem a capacidade de arrancar elétrons de átomos ou moléculas.
d) A energia média para formar um par de íons no ar por um elétron energético é de 33,97 eV. Como se explica isso se a energia de ionização do elétron de valência de átomos é, em geral, ao redor de 8 a 9 eV?
Pois uma partícula carregada interage em um meio causando ionização, excitação e subexcitação (que aquece o gás instantaneamente). Dessa forma a energia média W gasta para formar um par de íons não diz respeito somente a ionização, também inclui excitação e aquecimento, sendo que W é sempre bem maior que (energia de ionização).
2. EXERCÍCIO 4 DO CAPÍTULO 2 DO LIVRO FÍSICA DAS RADIAÇÕES 
a) Sendo V = 22000V
b) 
c) 
Esse comprimento de onda é inferior ao dos raios ultravioletas, estando na faixa do espectro eletromagnético do raio X (), portanto há produção de raios X.
3. EXERCÍCIO 8 DO CAPÍTULO 2 DO LIVRO FÍSICA DAS RADIAÇÕES
a) Fazendo 
b) De acordo com a tabela o material é Pb.
c) Sendo , teremos que:
4. EXERCÍCIO 10 DO CAPÍTULO 2 DO LIVRO FÍSICA DAS RADIAÇÕES
A fração da intensidade inicial sobre a final deve valer
Agora, calculando a espessura do alumínio necessário para isso:
Calculando a espessura de água necessária para isso:
5. EXERCÍCIO 12 DO CAPÍTULO 2 DO LIVRO FÍSICA DAS RADIAÇÕES
a) Primeiro devemos descobrir o valor de .
Fazendo 
Agora que temos o , podemos calcular a porcentagem de fótons que irá sensibilizar o filme de raios X em cada caso.
· Para x = 20cm
· Para x = 45cm
b)
· Para x = 20cm
· Para x = 45cm
6. EXERCÍCIO 13 DO CAPÍTULO 2 DO LIVRO FÍSICA DAS RADIAÇÕES
a) Sabe-se que o coeficiente de atenuação linear do chumbo (Pb) para energias de 0,66MeV(Cs) é e para energias de 1,25MeV(Co) é , portanto, a espessura necessária para que o número de fótons de 0,66 MeV seja igual ao número de fótons de 1,25MeV: 
b) Sabe-se que o coeficiente de atenuação linear do alumínio (Al) para energias de 0,66MeV é e para energias de 1,25MeV é , portanto, a espessura necessária para que o número de fótons de 0,66 MeV seja igual ao número de fótons de 1,25MeV: 
7. Uma amostra de 6,2mg de 90Sr (Z=38), decai com meia-vida de 29,12 anos, está em equilíbrio com seu isótopo filho 90Y (Z=39), que também é radioativo e decai com meia-vida 64h para o isótopo estável 90Zr (Z=40). Responda:
a) Que partículas são emitidas nos dois decaimentos descritos?
Tanto o decaimento de Sr para Y quanto de Y para Zr é do tipo , pois a massa permaneceu a mesma enquanto se aumentava um próton.
b) Que tipo de equilíbrio radioativo ocorre entre o 90Sr e o 90Y?
 O par Sr/Y representa um equilíbrio radioativo secular
c) Qual a atividade de 90Sr, em Bequerel, está presente na amostra?
No equilíbrio radioativo secular, as atividades dos elementos são iguais.
d) Qual a atividade de 90Y, em Bequerel, está presente na amostra?
No equilíbrio radioativo secular, as atividades dos elementos são iguais.
e) Qual a massa de 90Y, em mg, presente na amostra?
f) Qual será a atividade, em Bequerel, de 90Y após 100 anos? 
Primeiro é necessário saber qual a atividade do isótopo pai daqui a 100 anos:
Agora aplicando na fórmula: