O documento abrange o estudo da física nuclear, incluindo as interações entre partículas atômicas como prótons e nêutrons, e suas aplicações em saúde e tecnologia, como tratamentos oncológicos e detecção de radiação. Além disso, discute a natureza das radiações, sua classificação em naturais e artificiais, e fenômenos como fissão e fusão nuclear. O texto também menciona a importância de entender a radiação para evitar mal-entendidos e decisões equivocadas relacionadas a materiais médicos irradiados.

2. RADIAÇÕES / ESTRUTURA DO NÚCLEO ATÔMICO E FORÇAS DE INTERAÇÃO NUCLEAR
Física Nuclear é o estudo das partículas constituintes dos núcleos atômicos, como prótons e nêutrons, e das
interações existentes entre elas. Essas interações são capazes de manter as partículas unidas em distâncias
extremamente pequenas, da ordem de poucos nanômetros (10-9 m). Alguns exemplos de fenômenos
estudados pela Física Nuclear são decaimentos radioativos, fissões nucleares, fusões nucleares, etc.
Introdução à Física Nuclear
A Física Nuclear estuda os fenômenos físicos relativos aos núcleos atômicos, como transições de energia,
decaimentos radioativos, fissão e fusão nuclear, entre outros. O estudo da Física Nuclear envolve o
desenvolvimento de modelos que expliquem o funcionamento dos núcleos atômicos e sua constituição,
aplicações da energia nuclear em tratamentos médicos, desenvolvimento de tecnologias para a detecção
de radiação, novas fontes de energia, etc.

3. A fissão nuclear é uma reação em cadeia que ocorre quando um núcleo atômico pesado captura um nêutron lento.
As aplicações tecnológicas diretamente relacionadas ao estudo da Física Nuclear estão relacionadas a processos
industriais, eficiência energética, explorações astronômicas, etc. Além disso, esse estudo promove melhorias à saúde,
meio ambiente e agricultura.

4. Radiação é um processo físico de emissão (saída) e de propagação (deslocamento) de energia por meio de partículas
ou de ondas eletromagnéticas em movimento. Esse processo pode ocorrer em um meio material ou no espaço (vácuo).
São exemplos de radiações bastante conhecidas e comentadas: alfa, beta, gama, raio X, ultravioleta, luz visível, ondas
de rádio, infravermelha, micro-ondas, etc.

5. Classificação das radiações
De acordo com sua origem, as radiações são classificadas em naturais ou artificiais.
1.1- Naturais
São aquelas radiações que partem de uma fonte não produzida por tecnologia humana e que ocorrem de
forma espontânea. Entre alguns exemplos, temos a radiação nuclear, eliminada do interior do núcleo do
átomo de um elemento químico.
Elementos radiativos naturais podem ser encontrados em rochas ou em sedimentos, por exemplo. Outro
exemplo de radiação natural são as radiações cósmicas (prótons, elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos,
núcleos leves e radiação gama), provenientes de explosões solares e estelares.

6. 1.2- Artificiais
São radiações produzidas a partir de equipamentos elétricos, nos quais partículas, como os elétrons, são
aceleradas. É o caso dos tubos de raio X utilizados em radiodiagnóstico.
Existem também as radiações produzidas a partir de equipamentos não elétricos, que são elementos
químicos irradiados a partir da aceleração de partículas.

7. 1.3- Nucleares
São radiações que partem do interior do núcleo de um átomo instável. O núcleo é instável quando o
átomo apresenta, em média, 84 ou mais prótons em seu interior. As radiações nucleares são apenas três:
alfa (α), beta (β) e gama (γ).

8. Física Nuclear na saúde
Nos últimos anos, a Física Nuclear tem possibilitado, por meio da medicina nuclear, o surgimento de
tecnologias de grande impacto à saúde humana. Um crescente número de exames de imagem tem sido
realizado com uso de diferentes tipos de radiação e partículas. Além disso, um enorme número de
pacientes recebe tratamento oncológico por meio da radiação produzida por aceleradores de partículas
ou fontes naturais de radiação, como os radioisótopos césio-137, iodo-131, entre outros encontrados na
natureza. Atualmente, existem tratamentos de câncer avançados, com menos efeitos colaterais, que são
capazes de destruir os tecidos afetados pelo câncer por meio da emissão de prótons, nêutrons, íons
pesados e radiação eletromagnética ionizante. Independentemente do tipo (ionizante ou não ionizante) e
origem (nuclear ou não nuclear), as radiações apresentam diversas utilizações. Entre elas, podemos destaca
• Esterilização de materiais cirúrgicos (médicos ou odontológicos);
• Esterilização de alimentos industrializados;
Obs.: a esterilização é realizada visando à eliminação de micro-organismos como fungos e bactérias.
A tomografia é um exame que utiliza radiação ionizante na detecção de males ou doenças.
• Utilização na radioterapia (alternativa para o tratamento do câncer);
• Realização de exames médicos de imagem (mamografia, radiografia e tomografia
computadorizada);

9. Questão 01- A Física de Partículas é uma área da Física:
a) que estuda os diferentes tipos de ligações e reações químicas.
b) responsável pelo estudo das partículas elementares e da interação entre radiação e matéria.
c) responsável por explicar reações nucleares.
d) destinada a formular teorias capazes de unificar a força gravitacional com outras forças da natureza.
e) que explica, exclusivamente por meio da Física Clássica, as interações entre átomos e moléculas.
Letra B
A Física de Partículas é uma grande área da Física destinada a explicar as propriedades das partículas
elementares e a interação das diferentes frequências de radiação com a matéria.

10. Questão 02- Os quarks são partículas que, quando ligadas em trios, formam partículas como prótons e
nêutrons. Em relação aos quarks, assinale a alternativa correta:
a) São partículas que não têm massa e, por isso, recebem o nome de bósons.
b) São partículas não elementares, pois apresentam estruturas internas feitas de partículas ainda menores.
c) São partículas elementares de carga elétrica parcial menor que a carga elementar.
d) São responsáveis pelo surgimento da força de atração, que mantém os núcleos atômicos estáveis.
e) São destruídos nas reações nucleares para a obtenção de energia nuclear.
Letra C
Os quarks são partículas elementares que apresentam massa. Além disso, apresentam carga elétrica que
pode ser igual a 0, e/3 ou -e/3 (e = carga elementar).

11. Questão 03-São, exclusivamente, partículas elementares:
a) Elétrons e quarks
b) Prótons, nêutrons e neutrinos
c) Átomos, prótons e nêutrons
d) Elétrons, prótons e neutrinos
e) Múons, píons e nêutrons
Letra A

12. Questão 04-Enrico Fermi foi um importante físico que alavancou as pesquisas na área da Física Nuclear.
Entre suas descobertas, podemos ressaltar:
a) A descoberta do núcleo do átomo.
b) A determinação da carga dos elétrons.
c) A descoberta dos neutrinos.
d) O modelo atômico planetário
e) A quantização de energia dos átomos.
Letra C
Entre outras descobertas e contribuições, Enrico Fermi propôs a existência de uma partícula infimamente
pequena, praticamente indetectável e de carga elétrica nula. A essa partícula Fermi deu o nome de
neutrino.

13. Questão 05 -A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser um material radioativo e quais os
efeitos, consequências e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de decisões equivocadas,
como a apresentada no exemplo a seguir.
“Uma companhia aérea negou-se a transportar material médico por este portar um certificado de
esterilização por irradiação. ”
a) o material é incapaz de acumular radiação, não se tornando radioativo por ter sido irradiado.
b) a utilização de uma embalagem é suficiente para bloquear a radiação emitida pelo material.
c) a contaminação radioativa do material não se prolifera da mesma forma que as infecções por
microrganismos
d) o material irradiado emite radiação de intensidade abaixo daquela que ofereceria risco à saúde.
e) o intervalo de tempo após a esterilização é suficiente para que o material não emita mais radiação.
Letra A

15. A corrente elétrica é o fluxo ordenado de cargas elétricas, que se movem de forma orientada em um
condutor elétrico sólido ou em soluções iônicas. Essa é uma grandeza fundamental em Física, pois, sem
corrente elétrica, não seria possível, por exemplo, fazer funcionar qualquer aparelho elétrico ou eletrônico.
Como surge o movimento das cargas?
Os elétrons livres são estimulados a mover-se pelo condutor, o que gera a corrente elétrica por causa
de uma diferença de potencial elétrico (ddp ou tensão elétrica) estabelecida entre as pontas do
condutor. A ddp é estabelecida no condutor a partir de um campo elétrico que atravessa o material.
Esse campo proporciona diferentes níveis de energia potencial, criando, portanto, a tensão necessária
para gerar o movimento das cargas elétricas.

16. Calculando a corrente elétrica
A intensidade da corrente elétrica é determinada pela razão entre a quantidade de cargas elétricas, que atravessam
uma determinada seção de um condutor, pelo tempo gasto na passagem dessas cargas.
Os termos da equação acima, bem como suas unidades de medida que estão de acordo com o Sistema Internacional
de Unidades, são:
i: Intensidade da corrente elétrica (A – ampère);
Q: Carga elétrica (C – coulomb);
Δt: Intervalo de tempo (s – segundos).

17. Corrente elétrica e potência
Quando a corrente elétrica atravessa materiais que apresentam resistência elétrica, um fenômeno chamado efeito
Joule transforma parte da energia armazenada nos portadores de carga em calor.
Por meio do módulo da corrente elétrica, é possível calcular qual é a potência dissipada, ou seja, a quantidade de
calor que é gerada a cada segundo, em virtude da passagem de uma corrente elétrica. Confira a seguir as principais
fórmulas utilizadas para calcular a potência elétrica dissipada:
P – Potência (W)
R – Resistência elétrica (Ω)
i – corrente elétrica (A)
U – tensão elétrica ou potencial elétrico (V)

18. Questão 01- Uma corrente elétrica de intensidade igual a 5 A percorre um fio condutor. Determine o valor
da carga que passa através de uma secção transversal em 1 minuto.

19. Questão 02- Por um fio condutor metálico passam 2,0.1020 elétrons durante 4s. Calcule a intensidade
de corrente elétrica que atravessa esse condutor metálico. (Dada a carga elementar do elétron
e = 1,6.10-19 C).

20. Questão 03- Pela secção reta de um condutor de eletricidade passam 12,0 C a cada minuto. Nesse
condutor, a intensidade da corrente elétrica, em ampères, é igual a:
a) 0,08
b) 0,20
c) 5,00
d) 7,20
e) 120
i =Δq
Δt
i = 12
60
i = 0,2 A
Alternativa b

21. Questão 04- Uma corrente elétrica com intensidade de 8,0 A percorre um condutor metálico. A carga
elementar é |e| = 1,6.10-19 C. Determine o tipo e o número de partículas carregadas que atravessam
uma secção transversal desse condutor, por segundo, e marque a opção correta:
a) Elétrons; 4,0.1019 partículas
b) Elétrons; 5,0.1019 partículas
c) Prótons; 4,0.1019 partículas
d) Prótons; 5,0.1019 partículas
e) Prótons num sentido e elétrons no outro; 5,0.1019 partículas

22. Questão 05 - Um raio é uma descarga elétrica na atmosfera. Geralmente, ele começa com pequenas
descargas elétricas dentro da nuvem, que liberam os elétrons para iniciar o caminho de descida em
direção ao solo. A primeira conexão com a terra é rápida e pouco luminosa para ser vista a olho nu.
Quando essa descarga, conhecida como “líder escalonado”, encontra-se a algumas dezenas de metros do
solo, parte em direção a ela outra descarga com cargas opostas, chamada de “descarga conectante”.
Forma-se então o canal do raio, um caminho ionizado e altamente condutor. É neste momento que o raio
acontece com a máxima potência, liberando grande quantidade de luz e som.
Com base no texto e nos conhecimentos sobre eletrostática, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às
afirmativas a seguir.
( ) A maioria das descargas elétricas atmosféricas ocorre quando o campo elétrico gerado pela
diferença de cargas positivas e negativas é próximo de zero.
( ) A corrente elétrica gerada pelo raio produz um rápido aquecimento do ar, e sua inevitável expansão
produz o som conhecido como trovão.
( ) A corrente elétrica gerada a partir de um raio pode ser armazenada e utilizada, posteriormente, para
ligar o equivalente a 1000 lâmpadas de 100 watts.
( ) Para saber a distância aproximada em que um raio caiu, é preciso contar os segundos entre a
observação do clarão e o som do trovão. Ao dividir o valor por 3, obtém-se a distância em quilômetros.
( ) A energia envolvida em um raio produz luz visível, som, raios X e ondas eletromagnéticas com
frequência na faixa de AM.
Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta.
a) V, V, F, F, V. b) V, F, V, V, F. c) V, F, F, F, V. d) F, V, F, V, V. e) F, F, V, V, F.

23. ( ) A maioria das descargas elétricas atmosféricas ocorre quando o campo elétrico gerado pela
diferença de cargas positivas e negativas é próximo de zero.
( ) A corrente elétrica gerada pelo raio produz um rápido aquecimento do ar, e sua inevitável expansão
produz o som conhecido como trovão.
( ) A corrente elétrica gerada a partir de um raio pode ser armazenada e utilizada, posteriormente, para
ligar o equivalente a 1000 lâmpadas de 100 watts.
( ) Para saber a distância aproximada em que um raio caiu, é preciso contar os segundos entre a
observação do clarão e o som do trovão. Ao dividir o valor por 3, obtém-se a distância em quilômetros.
( ) A energia envolvida em um raio produz luz visível, som, raios X e ondas eletromagnéticas com
frequência na faixa de AM.
Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta.
a) V, V, F, F, V. b) V, F, V, V, F. c) V, F, F, F, V. d) F, V, F, V, V. e) F, F, V, V, F.
Letra D.
• Falsa – Se o campo elétrico gerado pela diferença de cargas fosse próximo de zero, a rigidez dielétrica do ar não seria
rompida e as descargas não ocorreriam.
• Verdadeira – Definição de trovão.
• Falsa – Não há como armazenar a corrente elétrica de um raio.
• Verdadeira – Adotando a velocidade do som no ar como 340 m/s, imagine um intervalo de tempo entre a observação do clarão
e o som do trovão de 6 s. A distância aproximada da queda do raio seria de 2040 m ou 2,04 km. Ao dividir 6 s por 3, encontramos
uma distância aproximada de 2 km.
• Verdadeira.

24. Questão 06- Em um “Carregador de Baterias para Tablet”, encontram-se as seguintes informações.
Quanto tempo esse carregador levaria para preencher totalmente a carga de uma bateria nova, completamente
descarregada e de capacidade 7000 mAh? (Desconsidere as perdas por efeito Joule)
a) 1,00 h
b) 1,40 h
c) 2,00 h
d) 2,45 h
e) 3,50 h

25. Quanto tempo esse carregador levaria para preencher totalmente a carga de uma bateria nova, completamente
descarregada e de capacidade 7000 mAh? (Desconsidere as perdas por efeito Joule)
a) 1,00 h
b) 1,40 h
c) 2,00 h
d) 2,45 h
e) 3,50 h
Analisando a capacidade da bateria completamente descarregada, temos:
7000 mAh
As unidades utilizadas são:
m = mile – prefixo multiplicativo = 10 – 3
A = Ampére – Unidade de corrente elétrica que equivale à quantidade de carga elétrica que flui por segundo (C/s)
h = 1 h corresponde a 3600 s.
Assim, podemos escrever que:
Para que a bateria seja recarregada, são necessários 25.200 C de carga. Sabendo que da saída do carregador fluem 2 A de
corrente elétrica para a bateria, temos um total de 2 C por segundo entrando na bateria. Assim, são necessários 12.600 s para
a carga total.

26. Questão 07- Considere que a corrente elétrica que flui por um fio após a queda de um raio seja de 50.000
A. Determine o número aproximado de elétrons que passam pela área de seção transversal do fio a cada
B. segundo.
Dado: carga do elétron = 1,6 x 10–19C
a) 2,200 . 10 20 elétrons
b) 3,125 . 10 23 elétrons
c) 4,500. 10 15 elétrons
d) 5,000. 10 19 elétrons
e) 1,250. 10 23 elétrons Letra B.
A corrente elétrica é a quantidade de carga
elétrica que flui por segundo. Sabendo que a carga
elétrica é o produto do número de elétrons pela
carga elementar dos elétrons, podemos dizer que:

27. Questão 08- Determine a corrente elétrica referente à passagem de um trilhão de elétrons pela seção
transversal de um fio em apenas 1 segundo.
Dado: carga do elétron = 1,6 x 10–19C; 1 trilhão = 10 12
a) 20 μA
b) 16 μA
c) 10 μA
d) 25 μA
e) 5,0 μA
Letra B.
A corrente elétrica é a quantidade de carga elétrica
que flui por segundo. Sabendo que a carga elétrica
é o produto do número de elétrons pela carga
elementar dos elétrons, podemos definir que: