Questão FC784386
Materiais cintiladores que emitem luz visível ou ultravioleta após a interação da radiação com a matéria são um dos materiais mais antigos utilizados como detectores de radiação na
Física Moderna
Instituto AOCP · 2021
Materiais cintiladores que emitem luz visível ou ultravioleta após a interação da radiação com a matéria são um dos materiais mais antigos utilizados como detectores de radiação na área de radiodiagnóstico. Eles podem ser encontrados em filmes de radiografia convencional, receptores de imagem radiográfica digital, scanners de tomografia computadorizada e scanner de tomografia por emissão de pósitron (PET). A respeito desses detectores, assinale a alternativa correta.
- Um detector de cintilação consiste de um cintilador e um dispositivo eletrônico, como tubos fotomultiplicadores e fotodiodos, que convertem o sinal elétrico em luz visível.
- Se usado para detecção de raios X e raios gama, é desejável que o coeficiente de atenuação do material cintilador seja alto, de modo que os detectores tenham alta eficiência de detecção.
- Em alguns detectores, a quantidade de luz emitida após a interação diminui com a energia depositada pela interação da radiação com o material cintilador.
- O dosímetro termoluminescente (TLD) é composto de um material cintilador orgânico cuja estrutura molecular tem a capacidade de emitir luz após ser aquecido, sendo muito utilizado em dosimetria pessoal.
- Quando comparado com tubos fotomultiplicadores, os fotodiodos são menores, mais caros e produzem menos ruído elétrico.
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Gabarito
B
Comentário do professor
A alternativa é correta porque o objetivo de um cintilador para raios X e gama é parar fótons incidentes para converter sua energia em luz detectável. A capacidade de parada é dada pelo coeficiente de atenuação \( \mu \), que representa a probabilidade de interação por unidade de caminho.
A eficiência de detecção de um cristal de espessura \(x\) é \( \eta = 1 - e^{-\mu x} \). Assim, quanto maior \( \mu \), maior a fração de fótons absorvidos e maior \( \eta \) para a mesma espessura.
\(\mu\) aumenta com número atômico efetivo e densidade do material, porque os processos fotoelétrico e de espalhamento dependem fortemente de \(Z\) e energia; a fotoabsorção varia aproximadamente como \( \propto Z^n/E^3\) (n ≈ 4–5). Por isso são preferidos cintiladores de alto Z e alta densidade, por exemplo NaI(Tl), BGO, LSO.
Vale lembrar que projetar detectores envolve compromissos entre eficiência, resolução espacial, rendimento de luz e custo, mas para alta sensibilidade a raios X/gama busca‑se \(\mu\) elevado.
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