Durante um teste de blindagem de materiais como chumbo e concreto, um supervisor de radioproteção analisou os diferentes efeitos das blindagens quando submetidas a um intervalo de energia de fótons do acelerador.Assinale a opção que relaciona corretamente a energia do fóton incidente e o tipo de interação predominante da radiação eletromagnética com a matéria.
Aem baixas energias, predomina o espalhamento Compton, pois o fóton transfere toda sua energia ao elétron ligado, sendo completamente absorvido.
Bem energias intermediárias, predomina o efeito fotoelétrico, que ocorre principalmente em materiais de baixo número atômico e produz fótons de maior energia.
Cem altas energias (acima de 1,02 MeV), predomina a produção de pares, na qual o fóton interage com o campo nuclear gerando um elétron e um pósitron.
Dem energias muito baixas, o efeito Compton é mais provável, pois independe do número atômico do material.
Eo espalhamento coerente é o principal mecanismo de interação em feixes de diagnóstico médico, sendo responsável pela formação do contraste radiográfico.
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GabaritoC — em altas energias (acima de 1,02 MeV), predomina a produção de pares, na qual o fóton interage com o campo nuclear gerando um elétron e um pósitron.
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Interação da radiação eletromagnética com a matéria
Gabarito: letra C. Em altas energias (acima de 1,02 MeV), predomina a produção de pares, fenômeno em que o fóton interage com o campo nuclear do átomo e se transforma em um par elétron-pósitron. Essa energia mínima corresponde à energia de repouso de duas massas de elétron (2 × 0,511 MeV).
A questão testa o conhecimento das faixas de energia típicas dos três principais mecanismos de interação da radiação eletromagnética com a matéria: efeito fotoelétrico (baixas energias, até ≈ 100 keV), espalhamento Compton (energias intermediárias, de ≈ 100 keV a alguns MeV) e produção de pares (altas energias, acima de 1,02 MeV).
Faixa de Energia
Interação Predominante
Descrição
Baixas energias (até ≈ 100 keV)
Efeito fotoelétrico
Fóton é completamente absorvido, transferindo toda sua energia a um elétron ligado.
Energias intermediárias (≈ 100 keV a alguns MeV)
Espalhamento Compton
Fóton espalha com parte de sua energia; não é completamente absorvido.
Altas energias (acima de 1,02 MeV)
Produção de pares
Fóton interage com o campo nuclear, gerando um par elétron-pósitron.
1Baixa (até ≈100 keV)Efeito fotoelétrico
2Intermediária (≈100 keV a alguns MeV)Espalhamento Compton
3Alta (acima de 1,02 MeV)Produção de pares
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Alternativa A — ❌ Incorreta
Afirma que em baixas energias predomina o espalhamento Compton. Na verdade, nessa faixa predomina o efeito fotoelétrico. No Compton, o fóton espalha com parte de sua energia, não sendo completamente absorvido — a descrição de "transferir toda sua energia" corresponde ao fotoelétrico.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Diz que em energias intermediárias o efeito fotoelétrico é predominante. O correto é que o efeito Compton domina nessa faixa. Além disso, o fotoelétrico é mais provável em materiais de alto número atômico (Z), não baixo. A afirmação sobre produção de fótons de maior energia também é imprecisa.
Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Descreve corretamente a produção de pares: energia acima de 1,02 MeV, interação com o campo nuclear, gerando um elétron e um pósitron. É o mecanismo dominante em altas energias.
Alternativa D — ❌ Incorreta
Em energias muito baixas, o efeito fotoelétrico é o mais provável. O espalhamento Compton não é independente do número atômico; sua probabilidade cresce com Z, embora de forma menos intensa que o fotoelétrico.
Alternativa E — ❌ Incorreta
O espalhamento coerente (Rayleigh) é relevante apenas em energias muito baixas e baixo Z, não sendo o principal em radiografia diagnóstica. O contraste radiográfico é formado principalmente pelos efeitos fotoelétrico e Compton.
NÃO CAIA NESSA!
A banca troca as faixas de energia — baixa com Compton e intermediária com fotoelétrico. Decore que: fotoelétrico = baixa energia (≈ < 100 keV); Compton = média (≈ 100 keV – alguns MeV); produção de pares = alta ( > 1,02 MeV).