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Física3ª sérieBNCC EM13CNT103Difícil⏱ longo

Um hospital avalia usar radiografia de tórax (fótons médios 70 keV, dose por exame D_R = 0,20 mSv) ou…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT103

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

Um hospital avalia usar radiografia de tórax (fótons médios 70 keV, dose por exame D_R = 0,20 mSv) ou tomografia computadorizada (TC) de tórax (fótons médios 100 keV, dose por exame D_TC = 7,0 mSv) para rastreamento populacional. Calcule os comprimentos de onda correspondentes usando ? = h·c/E (h = 6,63×10^-34 J·s, c = 3×10^8 m/s, 1 eV = 1,6×10^-19 J), calcule a razão D_TC/D_R e, e com base nesses cálculos avalie os benefícios e riscos para a população, propondo medidas de redução de risco e alternativas não ionizantes.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculos: converter energia para joule: E_70keV = 70×10^3 eV·1,6×10^-19 J/eV = 1,12×10^-14 J; ?_70keV = h·c/E = (6,63×10^-34·3×10^8)/1,12×10^-14 ˜ 1,78×10^-11 m (˜0,0178 nm). Para 100 keV: E = 100×10^3·1,6×10^-19 = 1,60×10^-14 J; ?_100keV ˜ (6,63×10^-34·3×10^8)/1,60×10^-14 ˜ 1,24×10^-11 m (˜0,0124 nm). Razão de doses: D_TC/D_R = 7,0 / 0,20 = 35 ? a TC entrega ~35 vezes a dose da radiografia. Avaliação qualitativa: a TC fornece maior resolução e sensibilidade diagnóstica (benefício) mas impõe muito maior dose ionizante, aumentando o risco estocástico de câncer na população estudada; para rastreamento em larga escala o ganho diagnóstico deve ser ponderado frente ao aumento de risco. Medidas de redução de risco e justificativa: aplicar princípio ALARA (As Low As Reasonably Achievable), justificar cada exame, usar protocolos de baixa dose de TC quando indispensável, limitar frequência de exames, otimizar colimação e parâmetros de exposição, uso de blindagens e treinamento técnico. Alternativas não ionizantes: radiografia digital (menor dose), ultrassom e ressonância magnética (sem radiação ionizante) quando apropriadas para o objetivo clínico. Conclusão: para rastreamento populacional, se a sensibilidade adicional da TC não produzir benefício claro em desfechos, a radiografia ou métodos não ionizantes associados a critérios clínicos rigorosos são preferíveis; quando TC for necessária, otimizar dose e assegurar justificativa e consentimento informado.

Explicação

Os cálculos realizados demonstram a diferença significativa nas doses de radiação entre os dois exames, evidenciando que a tomografia computadorizada expõe os pacientes a um risco muito maior. A análise qualitativa destaca a importância de equilibrar os benefícios diagnósticos com os riscos associados à radiação, sugerindo medidas práticas para minimizar a exposição. Além disso, a consideração de alternativas não ionizantes reforça a necessidade de priorizar a segurança dos pacientes em estratégias de rastreamento.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Avaliar
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

radiação ionizante

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

radiação eletromagnética · cálculo de energia de fótons

📚 Reveja

Revisar os conceitos de radiação ionizante e suas implicações na saúde.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre energia e comprimento de onda, aplicando a fórmula de forma incorreta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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