Concurso
Público
2015
Padrão Resposta às Questões Discursivas – Físico / Radiologia
Questão 1
a) A porcentagem de radiação transmitida será de, aproximadamente, 0,098 % ou
0,00098
I
 30 ln( 2) 
 e

Io
 3,0 
b)
I
 e  10 ln( 2) 
Io
I
 0,00098
Io
O coeficiente de atenuação linear (Mi) para o tecido mole será de,
aproximadamente, 0,23 cm-1

ln( 2)
3,0
µ = 0,23 cm-1
c) x é a espessura da blindagem de chumbo
I
 x. ln( 2) 
 e

Io
 26 
 I 
ln  
I
x  26  o 
ln( 2)
 10 
ln 

1000 

x  26
ln( 2)
x = 173 µm
A espessura da blindagem de chumbo para reduzir a taxa de dose a 10 µSv/h será
de, aproximadamente, 173 µm.
Questão 2
a) O espectro de energia de um tubo de raios X é o resultado da superposição de dois
processos diferentes de interação dos elétrons com o material do anodo do tubo. O
primeiro processo é chamado de “Bremsstrahlung” ou espectro contínuo. Os
elétrons podem interagir com o núcleo dos átomos do material do anodo e ser
acelerados. Como consequência, há a emissão de radiação eletromagnética (toda
partícula carregada, quando acelerada ou desacelerada, tem que emitir radiação
eletromagnética). Como esse processo de interação ocorre com eventos da ordem
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de 1.024 e de formas diferentes, o espectro da radiação será contínuo, variando de
zero até o valor máximo de energia que o elétron é acelerado.
No segundo processo, os elétrons acelerados interagem com os elétrons orbitais
do material do anodo e podem retirá-los dos seus orbitais (principalmente, das
camadas K e L). Como consequência, elétrons de camadas mais externas do
átomo podem ocupar os buracos deixados pelos elétrons retirados. Esse salto
quântico é acompanhado com a emissão de raios X característicos (esses raios X
são a assinatura do material do anodo). Esse processo gera um espectro discreto
chamado espectro característico. Resumindo: o espectro de energia de um tubo de
raios X é a superposição de dois espectros: um contínuo, devido à interação dos
elétrons acelerados com o núcleo do material do anodo, e o outro, discreto, devido
à interação dos elétrons acelerados com os elétrons orbitais do material do anodo.
b) A diferença de potencial mínima (kV) deve ser igual a 20 kV.
c)
Intensidade
Mo-Kα
Mo-Kβ
40
Energia (keV)
Questão 3
a) O processo predominante para fótons com essa energia (10 MeV) é a produção de
pares.
b) Para produzir um par elétron-pósitron é necessário 1,022 MeV. Assim, a energia do
fóton que será transformada em energia cinética será 8,978 MeV. Essa energia
será dividida pelo elétron e o pósitron de forma igual. O elétron sairá com energia
cinética de 4,489 MeV. Da mesma forma, o pósitron sairá com a mesma energia
cinética de 4,489 MeV.
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c) O elétron perde metade de sua energia cinética no volume V, ou seja, 2,245 MeV.
Por outro lado, o pósitron também perderá metade de sua energia cinética de
2,245 MeV. Assim, a energia transferida para o material dentro do volume V será
de, aproximadamente, 4,49 MeV
Questão 4
a) O anodo do tubo é de molibdênio (Mo). Esse elemento tem linhas características
K-alfa e K-beta, em 17,5 keV e 19,6 keV, respectivamente.
b) O feixe incidente sofre filtragem. Pode-se observar que para energias menores do
que 14 keV a intensidade é próxima de zero, o que indica a utilização de um filtro
no feixe incidente de raios X antes do feixe incidir sobre a amostra.
c) Dois picos são devido ao espalhamento elástico (espalhamento Rayleigh) das
linhas K-alfa (17,5 keV) e K-beta (19,6 keV) ao interagirem com a amostra. Nesse
caso, a energia dos fótons não muda. Os outros dois picos são devido ao
espalhamento inelástico (espalhamento Compton) das linhas K-alfa (17,5 keV) e
K-beta (19,6 keV) no processo de interação com a amostra. Nesse caso, os fótons
aparecem em picos deslocados para a esquerda no gráfico, com energias menores
do que as energias dos fótons incidentes.
Espalhamento Compton – Mo-Kα
Espalhamento Rayleigh – Mo-Kα
Espalhamento Compton – Mo-Kβ
Espalhamento Rayleigh – Mo-Kβ
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