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Efeitos Biológicos das Radiações Ionizantes e Não Ionizantes 4300436/IFUSP/
Lista de Exercícios 4 (Extraídos de Okuno e Yoshimura, 2010, capítulo 5)
- O esquema de decaimento do 40 K é mostrado na figura abaixo. Em um litro de leite de vaca há em
média 1,4 g de potássio (K), do qual 0,0118% é 40 K, que é radioativo. A meia-vida física do 40 K é de
1,26x10^9 anos, enquanto que a meia-vida biológica é de 58 dias. As massas atômicas do 40 K, 40 Ca e do (^40) Ar são, respectivamente, 39,9639988 u, 39,9625907 u e 39,9623831 u.
a. Calcule a atividade do 40 K em um litro de leite; b. Faça um gráfico do decaimento da atividade do 40 K contido em 1 litro de leite; c. Calcule o tempo necessário para que a atividade do 40 K no corpo de uma pessoa que tomar 1 litro de leite diminua para 5 Bq. Justifique o raciocínio usado. d. Determine os números atômicos do 40 Ca e do 40 Ar, explicando o que ocorre dentro do núcleo e o que é emitido para cada caso.
e. Determine a energia máxima da partícula β−^ emitida.
f. Discuta se é possível o 40 K decair emitindo uma partícula β+. Justifique.
- Em fins de Setembro de 1987, uma fonte de 137 Cs com uma atividade de 1375 Ci, usada em
radioterapia, foi violada, na cidade de Goiânia. Em consequência disso, cerca de 250 pessoas se contaminaram interna e/ ou externamente, e outras mil foram irradiadas. A meia-vida física do 137 Cs é de 30 anos. Calcule:
a. a constante de desintegração do 137 Cs; b. a massa do 137 Cs da fonte quando foi violada; c. a atividade do rejeito radioativo em setembro de 2087 (100 anos após o acidente), supondo que 80% do 137 Cs tenha sido recuperado e está armazenado em um depósito definitivo em Abadia de Goiás, a 20 km de Goiânia.
- A massa atômica do cobre com A = 64 e Z = 29 é 63,9297568 u. Esse cobre transforma-se
espontaneamente em zinco com massa atômica de 63,9291400 u e A = 64 e Z = 30. Determine:
a. qual ou quais partículas são emitidas nesse decaimento; b. a energia da desintegração.
- O 64 Cu (Z = 29) decai em 64 Ni (Z = 28) emitindo uma partícula. Sabendo-se que a massa atômica do (^64) Ni é 63,927956 u, encontre:
a. a partícula emitida; b. a energia dessa partícula.
- Dados os esquemas de desintegração, encontre os isótopos não identificados (número atômico, número
de massa e símbolo químico) e a energia da partícula emitida.
1,26×10^9 anos
β–
(^40) Ca
4019 K
CE
Eγ = 1,50 MeV
(^40) Ar
- O esquema de decaimento do Cs-137 é mostrado na
figura. Na época do acidente de Chernobyl, o Brasil
importou leite em pó com contaminação máxima de (^137) Cs permitida por lei que era de 3700 Bq em 1,0 kg
de leite em pó, segundo Diretrizes Básicas de
Radioproteção da Comissão Nacional de Energia
Nuclear da época. A reidratação é feita com 250 g de
leite em pó, dissolvidos em 1,0 litro de água. A meia-vida física do 137 Cs é de 30 anos e a meia-vida
biológica no corpo de uma criança é de 40 dias.
a. especifique se no decaimento do Cs-137, as partículas β emitidas são elétrons ou pósitrons. Justifique sua resposta. b. Qual elemento é o emissor do fóton de 0,662 MeV? Justifique. c. Em caso de absorção de energia das partículas β emitidas por um tecido biológico, qual valor de energia deve ser considerado? Justifique sua resposta. d. Calcule o número de átomos de 137 Cs ingeridos por uma criança após ela ter tomado 1 litro de leite contaminado reidratado. e. Calcule a atividade do 137 Cs no corpo da criança 1 ano após ter tomado 1 litro de leite contaminado re-hidratado. f. Onde o 137 Cs se acumula preferencialmente no corpo da criança? Por quê?
- O flúor-18 usado para marcar a molécula de glicose é
empregado em mapeamento cerebral por tomografia por emissão
de pósitron (PET). Seu esquema de decaimento é mostrado na
figura.
a. Discuta o processo de decaimento por CE.
b. Discuta porque ocorre o decaimento por β+.
1,06 MeV
CE CE (99%)
(^85) Rb
0,8685 MeV
0 MeV
0,51399 MeV γ γ
(^30) P
β+^ (99%) β Emax = 3,22 MeV
Emax = 0, MeV
γ
(^214) Po
α (100%) Eα = 7,69 MeV
β− Εmax = 63 keV
β−^ (81%) Εmax = 17 keV
β− Εmax = 1, MeV
γ
α Eα = 5,3 MeV
1,06 MeV
CE CE (99%)
(^85) Rb
0,8685 MeV
0 MeV
0,51399 MeV γ γ
1,06 MeV
CE CE (99%)
(^85) Rb
0,8685 MeV
0 MeV
0,51399 MeV γ γ
(^30) P
β+^ (99%) β Emax = 3,22 MeV
Emax = 0, MeV
γ
(^30) P
β+^ (99%) β Emax = 3,22 MeV
Emax = 0, MeV
γ
(^214) Po
α (100%) Eα = 7,69 MeV
β− Εmax = 63 keV
β−^ (81%) Εmax = 17 keV
β− Εmax = 1, MeV
γ
α Eα = 5,3 MeV
(^214) Po
α (100%) Eα = 7,69 MeV
β− Εmax = 63 keV
β−^ (81%) Εmax = 17 keV
β− Εmax = 1, MeV
γ
α Eα = 5,3 MeV
Eγ = 0,662 ΜeV
55 Cs
137
56 Ba
56 Ba
137m
137
β 1 94,6% Emax = 0,514 MeV β 2 5,4% Emax = 1,176 MeV Eγ = 0,662 ΜeV
55 Cs
137
56 Ba
56 Ba
137m
137
β 1 94,6% Emax = 0,514 MeV β 2 5,4% Emax = 1,176 MeV
55 Cs
137
55 Cs
137
56 Ba
56 Ba
137m
137
β 1 94,6% Emax = 0,514 MeV β 2 5,4% Emax = 1,176 MeV
(^189) F T1/2= 109 , 8 min
188 O
β+^ (96,7%)
CE (3,3%)
0 MeV
(^189) F T1/2= 109 , 8 min
188 O
β+^ (96,7%)
CE (3,3%)
(^189) F T1/2= 109 , 8 min
188 O
β+^ (96,7%)
(^189) F T1/2= 109 , 8 min
188 O
β+^ (96,7%)
CE (3,3%)
0 MeV
a. Qual é o elemento filho sabendo-se que na Tabela Periódica a ordem dos elementos na vizinhança do O é: B, C, N, O, F e Ne, em ordem crescente de número atômico? b. Por que ocorre esse decaimento? c. Calcule a energia das partículas emitidas, sabendo que a massa atômica do elemento filho é de 15,0001089 u. d. Se a desintegração ocorre no pulmão quanto de energia de cada partícula β+^ seria depositada? Justifique sua resposta.
Respostas
- a) 43 Bq; c) 180 dias; d) ZCa = 20 e ZAr = 18; e) 1,372 MeV; f) é possível, em princípio.
- a) 7,32× 10 -10^ s-1; b) 15,87 g; c) 109,8 Ci = 4,0× 1012 Bq.
- a) β-, b) Emax = 0,574 MeV.
- a) β+; b) Emax = 0,655 MeV.
6. a) são elétrons. Dentro do núcleo n → p +β −^ + ν e ; d) 1,26× 1012 átomos; e) 1,62 Bq; f) músculos.
- c) 1,655 MeV; d) dois fótons emitidos em sentidos opostos quando ocorre a aniquilação do β+^ com
elétron.
- a) 2,87× 1015 átomos; b) 1,67× 108 Bq; c) 36,7 dias; d) 1,46× 108 Bq.
- a) 0,25 mCi.
- b) 5,49 MeV.
- a) N (nitrogênio); c) a energia total das partículas emitidas (pósitron e neutrino) é de 1,73 MeV; d)
(~1,73 MeV)/3.
