Em uma unidade de saúde, um aparelho de radiografia produz imagens do interior do corpo. No tubo de raios X…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma unidade de saúde, um aparelho de radiografia produz imagens do interior do corpo. No tubo de raios X, um filamento aquecido libera elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial e atingem um alvo metálico. Durante essa colisão, os elétrons têm sua velocidade alterada e parte de sua energia é convertida em radiação eletromagnética de alta frequência. O equipamento também possui barreiras para reduzir a exposição ocupacional e do paciente à radiação espalhada. Com base no funcionamento descrito, qual fenômeno físico explica a principal origem da radiação produzida pelo tubo de raios X?
- A) O aquecimento do filamento responsável pela liberação de elétrons.
- B) A emissão de fótons durante transições entre níveis eletrônicos dos átomos.
- C) O decaimento espontâneo de núcleos radioativos presentes no aparelho.
- D) A desaceleração brusca dos elétrons ao atingirem o alvo metálico.
- E) A interação de partículas cósmicas com os materiais do equipamento.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- O enunciado descreve o tubo de raios X: um filamento aquecido libera elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial e atingem um alvo metálico. Durante a colisão, os elétrons têm sua velocidade alterada e parte de sua energia vira radiação eletromagnética de alta frequência. A pergunta pede a principal origem dessa radiação. Resolvi a questão por conta própria antes de conferir o gabarito.
- Quando um elétron de alta energia é freado bruscamente pelo campo elétrico dos núcleos do alvo metálico, ele perde energia cinética, e essa energia é emitida como fóton de raios X. Esse fenômeno se chama radiação de freamento (bremsstrahlung). Ele é a origem principal da radiação contínua do tubo de raios X, que é exatamente o que o texto descreve. Por isso a alternativa D está correta.
- A alternativa A está errada, pois o aquecimento do filamento serve apenas para liberar elétrons por emissão termoiônica, e não gera a radiação. A alternativa B está errada, pois as transições entre níveis eletrônicos geram raios X característicos, que são uma contribuição secundária; a pergunta pede a origem principal, que é a desaceleração. A alternativa C está errada, pois o decaimento de núcleos radioativos é outro fenômeno e não ocorre no funcionamento do tubo, que é elétrico. A alternativa E está errada, pois a radiação cósmica não é a fonte da radiação produzida pelo aparelho.
- Conferindo com o gabarito oficial (D), o resultado coincide com a minha resolução.
💡 Dica: Considere as fontes de radiação utilizadas na medicina.
Alternativa por alternativa
O aluno confundiu a função do filamento aquecido com a origem da radiação, achando que o calor produzido gera os raios X. O aquecimento apenas libera elétrons por emissão termoiônica.
O aluno lembrou que a emissão de fótons ocorre em transições eletrônicas e aplicou isso ao tubo sem perceber que essas transições geram raios X característicos, uma contribuição secundária, e não a origem principal descrita no texto.
O aluno associou radiação a radioatividade do senso comum e supôs que o aparelho contém material radioativo que emite a radiação. O tubo de raios X funciona por aceleração de elétrons, sem decaimento nuclear.
Por que engana: Confundir radiações não ionizantes, como infravermelho, com radiações ionizantes usadas em medicina.
Os elétrons são acelerados até o alvo metálico e, ao colidirem com seus átomos, sofrem uma forte desaceleração. A energia cinética perdida é emitida principalmente na forma de radiação X de frenagem, também chamada bremsstrahlung. Assim, a alternativa identifica a origem física da radiação no equipamento, e não apenas o tipo de radiação produzido.
O aluno imaginou que a radiação de alta energia vem do ambiente, como raios cósmicos, e não percebeu que o texto atribui a produção à colisão dos elétrons no alvo dentro do tubo.
Raio-X da questão
radiações ionizantes
avaliacao
radiações ionizantes · fontes de radiação
Revisar as fontes de radiação ionizante na medicina.
Confundir radiações não ionizantes, como infravermelho, com radiações ionizantes usadas em medicina.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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