Em um detector utilizado para monitorar materiais radioativos, considera-se a sequência de desintegração do…
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 um detector utilizado para monitorar materiais radioativos, considera-se a sequência de desintegração do césio-137. Nesse processo, o núcleo de césio-137 transforma-se em bário-137m por emissão beta. Em seguida, o bário-137m passa para um estado de menor energia emitindo um fóton de radiação gama com energia de 662 keV. Considere 1 eV = 1,60 × 10^-19 J. Considerando especificamente o fóton emitido na transição do bário-137m para um estado de menor energia, qual é o tipo de radiação desse fóton e qual é, aproximadamente, sua energia em joules?
- A) Radiação gama; fóton com energia aproximadamente igual a 1,06 × 10^-6 J.
- B) Radiação ultravioleta; fóton com energia aproximadamente igual a 1,06 × 10^-13 J.
- C) Radiação gama; fóton com energia aproximadamente igual a 1,06 × 10^-13 J.
- D) Radiação beta; fóton com energia aproximadamente igual a 1,06 × 10^-13 J.
- E) Radiação gama; fóton com energia aproximadamente igual a 662 J.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de radiação. O fóton é emitido quando o bário-137m passa de um estado excitado (nuclear) para um estado de menor energia, sem mudança de número atômico ou de massa. Esse tipo de emissão de fóton de alta energia de origem nuclear é radiação gama.
- Converta a energia de keV para eV. 662 keV = 662 × 10^3 eV = 6,62 × 10^5 eV.
- Converta de eV para J usando 1 eV = 1,60 × 10^-19 J. Energia = 6,62 × 10^5 × 1,60 × 10^-19 J = 10,592 × 10^-14 J, ou seja, aproximadamente 1,06 × 10^-13 J.
- Compare com as alternativas. A alternativa C traz radiação gama e energia de 1,06 × 10^-13 J, que coincide com o cálculo. Portanto, a resposta correta é C, em concordância com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: o valor 1,06 × 10^-6 J está errado por um fator de 10^7 na conversão. B: a radiação ultravioleta é de natureza eletromagnética, mas a origem nuclear do fóton indica radiação gama. D: a radiação beta é formada por elétrons ou pósitrons emitidos na primeira etapa, não pelo fóton da segunda transição. E: o valor 662 J ignora a conversão de keV para J, confundindo a unidade.
💡 Dica: Pesquise sobre o césio-137 e suas propriedades.
Alternativa por alternativa
O aluno acerta o tipo de radiação, mas faz a conversão de keV para J com erro de potência de dez, multiplicando por 10^-7 ou 10^-6 de forma incorreta ao invés de usar 10^3 eV e 1,60 × 10^-19 J/eV.
O aluno acredita que a energia de 662 keV corresponde a radiação ultravioleta, quando na verdade essa energia está muito acima da faixa do ultravioleta e pertence à radiação gama, de origem nuclear.
Por que engana: Confundir a radiação gama com radiação beta, escolhendo uma energia incorreta para os fótons.
A transição do bário-137m para um estado de menor energia ocorre por emissão de um fóton de radiação gama. Convertendo 662 keV para joules: 662 × 10^3 eV × 1,60 × 10^-19 J/eV = 1,0592 × 10^-13 J, aproximadamente 1,06 × 10^-13 J.
O aluno confunde o fóton com a partícula da desintegração beta mencionada no enunciado, atribuindo a radiação beta ao fóton emitido na transição posterior.
O aluno obtém o valor numérico correto (662 em keV) mas não faz a conversão de keV para J, deixando a unidade errada e a magnitude absurdamente grande.
Raio-X da questão
radiação do césio-137
avaliacao
tipos de radiação · energia dos fótons
Revisar os tipos de radiação e suas energias em joules.
Confundir a radiação gama com radiação beta, escolhendo uma energia incorreta para os fótons.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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