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Questão FC288126

“A radiação pode ser obtida de forma artificial, podendo utilizar a eletricidade como fonte de energia para acelerar partículas e gerar radiação; ou utilizar radioisótopos como fon

Engenharia Química

IDECAN · 2014

“A radiação pode ser obtida de forma artificial, podendo utilizar a eletricidade como fonte de energia para acelerar partículas e gerar radiação; ou utilizar radioisótopos como fonte de radiação, acoplados a um sistema blindado de exposição e guarda da fonte; ou, ainda, utilizar reações nucleares produzidas por partículas alfa emitidas por um material radioativo num determinado alvo. Um dos dispositivos acelera as partículas carregadas, utilizando a diferença de potencial elétrico, auxiliada com campos magnéticos para defletir o feixe, no interior de duas partes em forma de ‘D’ separadas por um intervalo.” O dispositivo descrito é o

  1. cíclotron.
  2. tubo de raios-x.
  3. acelerador de elétrons.
  4. acelerador de partículas.
  5. acelerador Van de Graaff.
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Gabarito

A

Comentário do professor

O cíclotron é um acelerador de partículas em que as cargas são aceleradas por uma diferença de potencial alternada entre duas cavidades em forma de “D” (as dees), imersas em um forte campo magnético.

As partículas descrevem trajetórias circulares nas dees e, a cada travessia do espaço entre elas, recebem um impulso da tensão alternada, aumentando gradualmente sua energia sem alterar a frequência de rotação, desde que não haja efeitos relativísticos.

A frequência ciclotrônica é dada por \( \omega = \dfrac{qB}{m} \), mostrando que, no regime não relativístico, a frequência independe do raio da órbita.

Ao atingir a energia desejada, o feixe é extraído por um defletor e direcionado ao alvo para produzir radioisótopos ou feixes para aplicações médicas e experimentais.

Limitação: quando as partículas se aproximam de velocidades relativísticas, a sincronização se perde e o cíclotron torna-se ineficiente.

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