O avanço científico e tecnológico da física nuclear permitiu…

O avanço científico e tecnológico da física nuclear permitiu conhecer, com maiores detalhes, o decaimento radioativo dos núcleos atômicos instáveis, desenvolvendo-se algumas aplicações para a radiação de grande penetração no corpo humano, utilizada, por exemplo, no tratamento do câncer. A aplicação citada no texto se refere a qual tipo de radiação?

GABARITO: C

A questão solicita a identificação do tipo de radiação que possui grande poder de penetração no corpo humano e que é proveniente do decaimento radioativo de núcleos atômicos instáveis, sendo utilizada em tratamentos como a radioterapia (tratamento de câncer).

As radiações nucleares principais são:

• Radiação Alfa ($\alpha$): Núcleos de hélio, possuem grande massa e carga elétrica, o que resulta em baixo poder de penetração (são barradas por uma folha de papel ou pela camada de células mortas da pele).
• Radiação Beta ($\beta$): Elétrons ou pósitrons de alta energia, possuem penetração média (alguns milímetros a poucos centímetros no tecido humano).
• Radiação Gama ($\gamma$): Ondas eletromagnéticas de altíssima frequência, sem massa ou carga, o que confere a elas o maior poder de penetração entre as radiações nucleares, sendo capazes de atravessar o corpo humano e atingir tumores internos.

Análise das alternativas:

• Incorreta. Comparação de alcance no tecido: $d_{\beta} \approx 0{,}5 \text{ cm}$ contra $d_{\gamma} > 10 \text{ cm}$. Por exemplo: o aluno considera a radiação beta como de alta penetração por ser uma partícula pequena, ignorando que sua carga elétrica causa ionização rápida e limita seu alcance a cerca de $5 \%$ da profundidade necessária para tratar órgãos internos em relação à gama.
• Incorreta. Cálculo de penetração relativa: $0{,}05 \text{ mm} / 100 \text{ mm} = 0{,}0005$. Por exemplo: o aluno confunde poder de ionização (que é máximo na alfa) com poder de penetração, atribuindo valor máximo à alfa e obtendo uma capacidade de atravessar tecidos $2000$ vezes menor que a radiação gama necessária.
• Correta. A radiação gama é uma onda eletromagnética de alta energia emitida pelo núcleo (origem nuclear) com altíssimo poder de penetração, fundamental para atingir células cancerígenas em profundidade no organismo.
• Incorreta. Identificação de origem física: $E_{\text{atômica}} \neq E_{\text{nuclear}}$. Por exemplo: o aluno associa corretamente a alta penetração aos Raios X, mas ignora a restrição do enunciado sobre a origem ser o "decaimento de núcleos atômicos instáveis". Os Raios X têm origem extranuclear (transições eletrônicas ou frenagem de elétrons), falhando na condição de origem de decaimento nuclear por uma diferença de energia de ordem $10^2$ a $10^3$.
• Incorreta. Diferença de escala energética: $E_{\text{UV}} \approx 5 \text{ eV}$ versus $E_{\gamma} > 100.000 \text{ eV}$. Por exemplo: o aluno confunde radiações ionizantes de alta energia com radiações solares não-ionizantes (ou fracamente ionizantes), ignorando que a energia ultravioleta é cerca de $20.000$ vezes menor que a mínima para processos de decaimento nuclear profundo.