Nuclear Physics Education

The author presents a textual analysis of 57 nuclear physics textbooks for senior-level physics degree students. The work investigates how the textbooks relate to an aspect that is relevant and important but almost wholly avoided, namely nuclear weapons. Most of the books do however contain expositions of other applications, notably nuclear power reactors. These expositions are often enthusiastic and occasionally extravagant. When the existing apocalyptic arsenals are borne in mind, the textbooks' asymmetry is seen to be problematic. The publication dates of the textbooks range from 1950 to 2010, yet for the question addressed in this study remarkably little has changed. This study emphasises the culture in which we all live, rather than individual specialists. The author concludes that a response to our nuclear situation, based on a rational programme for long-term survival, rather than on psychological defences, has to come from all. Experts do have special responsibilities but The author maintains that it is unrealistic to expect specialist groups, such as those involved in producing textbooks, to act independently of the wider culture.

Apresenta-se neste trabalho uma abordagem da vida científica de Ettore Majorana com o objetivo de fornecer subsídios para transposições didáticas durante cursos de bacharelado e licenciatura em física, bem como durante cursos de mestrado acadêmico ou profissional em ensino de física. São discutidas especialmente as contribuições de Majorana para a formulação da teoria da interação forte e para a revisão da teoria de Dirac, com o consequente surgimento do neutrino de Majorana e dos férmions de Majorana. Também são apresentados os resultados obtidos por Majorana em 1932, e que foram usados por Rabi no artigo que é considerado como a origem da ressonância magnética nuclear. Palavras-chave: Majorana, física contemporânea, neutrinos, férmions, decaimento beta. This work presents an approach to the scientific life of Ettore Majorana with the aim of providing support for didactic transpositions during undergraduate courses in physics, as well as during academic or professional master's courses in physics teaching. Specially discussed are Majorana's contributions to the formulation of the strong interaction theory and to the revision of Dirac's theory, with the consequent emergence of the Majorana neutrino and Majorana fermions. Also presented are the results obtained by Majorana in 1932, which were used by Rabi in the article that is considered the origin of nuclear magnetic resonance.

Among the various diseases that affect humanity, cancer is one of the most difficult diseases to be treated, being the second leading cause of worldwide death. Therefore, new forms of treatment are being studied aiming to improve the survival conditions of cancer bearer, or even taking them to cure. A new form of treatment that is receiving prominence is Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). The BNCT is a binary treatment that consists in the administration of compounds containing the 10B nuclid with subsequent irradiation of epithermal neutrons in the tumor region. The BNCT principle was first proposed in 1936, but it was only between 1951 and 1961 that the therapy was tested on human patients. The first tests with sodium tetraborate did not obtain satisfactory results and for this reason the therapy was disregarded for the cancer treatment. In the 1990s, new tests with the compounds sodium borocaptate (BSH-Na 2 B 12 H 11 SH) and borophenylalanine (BPA) have shown motivating results in clinical trials, and because of these efforts, more efficient compounds have been produced for BNCT. This article describes the basic principles of BNCT, historical and prospects for research in the Brazil and the World.

A Terapia por Captura de Nêutrons, NCT (Neutron Capture Therapy) é uma técnica radioterápica bimodal com princípios de funcionamento muito vantajosos para o tratamento de cânceres difusos. Contudo apesar desta vantagem conceitual e de sua primeira proposição já exceder os 80 anos, esta técnica ainda não se encontra consolidada na comunidade clínica internacional como proposta terapêutica. Este insucesso no seu estabelecimento não tem impedido que diversos grupos de pesquisa de diversos países do mundo tenham investido tempo e recursos no seu desenvolvimento. Neste texto, apresentamos brevemente um histórico da NCT, e dos principais desafios enfrentados pelos diversos grupos de pesquisas, uma comunidade de entusiastas da técnica, no seu desenvolvimento e na consolidação terapêutica da sua vertente mais estudada, a BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). São apresentados também um resumo dos principais resultados alcançados com a técnica além de um breve relato dos estudos realizados na...

c Ârotì{os MULTIELETRôxIcos -EsrADos FI.JNDAMENTAIS E ExcrrAçÕEs DE RAIos x, 38s 9-r rNrnoouçÃo, taz 9-2 pnRrfcwnsIDÊNTIcAS,388 9-3 o pRn¡ciPro pe exclusÃo, ¡gs s4 FoRçAS DE TRocA e o Á,rouo ne HÉI-lo, ¡ge 9.5 TEORIA DE HARTREE,406 94 RESULTADOS DA TEORTA DE HARTREE,4IO g-7 ESTADos FTJNDAMENTAIS DE Árouos MULTIELETRÔNIcos E A TABELA peRtóolc¡, +la 6-5 '.' { 9.8 ESPECTROS DISCRETOS DE RAIO X,427 QUESTOES,434 PROBLEMAS,436 l0 Árouos MULTIELETRÔNICoS -ExctrAçÕEs Órrcm, ¿¿t lo-l INTRODUçÃO,,143 to-z ÁrouosALcALINos,,t44 IO¡ ÄTOMOS COM VÁRIOS ELÉTRONS OTICAMENTE AT¡VOS,448 IO4 ACOPLAMENTOLS.4s2 l¿ R DtlçÃorfRurc/r A rrdiago emlüd¡ pof um oorpo dcrirto à ara tcmpcntun ¿ ú$nßda'r/dbÉo thúe, lodo oorpo cf¡itt ctsc dpo dc radiago prfr o nclo qtr o aercq e dch r absorvt.Sc um cofpo cttá htdtlÍaenûc mah qucnþ do que o meb, clc lrl ae cdrlrr, porqae r ntt taxl dc cmlssfo dc energla exaedc å ta¡<¡ de abaer$o. Quando o eqrdllbrio térmlco é atingido, as toms de emisão c rbaerfo são þuais. A matéria Gm um Gstådo conden¡ado (sto é, cólldo ou lfçldo) emltc un GtPcctro cofitf' nuo do radiaçfo. Oc dctalhcs do cspcctro rÍo pra.ücunentc lndepndcntcr do material pa¡dcular do çal o corpo é compo.lto, mar dcpendcn bagt¡ntc da tempcretura.  temperaturas us¡ds, a E¡iorh rtos corpos é visfrael para nós nÍo pele luz qrae cmitcm, mar pela lru que refletc¡n Se ne' nhr¡m¡ tuz trddl¡ ¡obae cles, nÍo 03 PodEmo| vcf. A têmPcratuftl muito altas' no cntento' os co'rpoc têm lundnosidade próprta-Podemos ¡tlo¡ brilhar nr¡m qu¡rto Gscuro; ma¡¡ mcsmo a t€m' pctitnrrs da odem dc muitos mith.arcs dc grau¡ Kehin, bcm ¡n¡ts de 9096 da radiafo térmica cmtüda é hvi¡fwl para nós, esta¡rdo na rcgião do infrswrmelho do espectro eletromagnético. Poftsnto, co'rp6 oom luminosidadc própria do muito $aentca. Considcremot, por cxemplo, o aquecimento dc um atlçador de fcno no fogo, de ondc o rctl¡amoc periodicamentc para obaervarmos nras propriedade¡. Quando o atiçador cstá ainda ¡ umt tcmpcratura relatir¡amente baixa, cle inadia calor, mas csûa radiafo não é visfwl. Com a tÊrnpcratun cresaendo, a qqantidade de radiafo qrae o atipdor emite aumenta muito rapida' msntÊ, c nobrnos cfcitos visfwis. O atiçador adçiae ulna oor vermelha apagaila, depois uma cor rrrmclhr brilhante, c, a temperatuns muito altas, uma cor brancoqzr¡lada intensa. Isto é, com o ¡r¡mÊnto da tcmperatun, o colpo cmite mais radiação térmica.e a freqäência na qual a radiaÉo é mdr ¡ntcnsa aurncnta. A relaSo entrÊ a tcmpcratura dc um corpo c o espcctro dc freqû€ncla da radiafo emittda é utilizarta cm um agarelho charnado pirômcEo ótico. Ele é cscndalmente urn eE cctrômetro rudinaenta¡ quc permitc ao operador estima¡ I t€mPcratura de um Corpo quente, tal como uma cstrcl¡, obaeryarido a cor, ou composiçlo de freqflênciae, da radiaSo térmica por clecmitida.Há um ctpccto aenttruo de radiafo emitida, c o olho v€ prlnclpdmenÛc e cor cor€spondente à cr¿s¡o mals intcnsa na regiÍo do vlsfrrl Bremplos familtaae¡ dc objetos que emitem radlação visfrcl inclucm carvõcs em bnsa, fìlamentos da t6mPada c o stl. [Þ um¡ mancin mals gcrel, r fornu ibt¡lhd¡ do cspeclrc de radiaSo térmica emitida por un oofpo çentc dcpende dc algUm modo rh orryodçe daaecorpo.Nocntanto'8cxtl€riendl no mÑra qrae há um tipo dc corpo qncnt! qt¡c crültc capcctot térmlco¡dc ca*sJ qlye.F4. Escr co,rpos são úan¡doc tode ¡ nill¡-&ú;çrdcr,hdilrßlir, aetae. ffiû.cxemplo de umÏärruc) corpo negoaerltqualqud obieto cobcrto som uma ca' mad¡ difusa dc pigmento preto, tal como o negro de fuligem. Um ouho excmplo, completa- ¡raentc difcrente, aerá dcscrito mels adianto. Indcpcndmtctnmtc do¡ dcbllae¡ dc rua conposi' '7' 23. j È_--Prn r Est¡ela do No¡tc' Rr= or = 2,11 = 55? r lo-rwmr-oK' x (830dn' x lo'flmt = 2?,000 Wcrnt ct ct ot Qt EXEMPTO I.2 SuponhaquctëmosdolrPcqucnoscorpotoPacorrc.parrdorporurnegrrndcdistôncia,rultcnt¡dosPol fb¡ nun ¡n¡dc ¡ocþr*. o*Jäiäüåü]. --û", pr*,it 'oo oiec, o n"ot'". r tcn¡Pcratu' conrtrnlc' Ncatc ctþ, or corpos . ., pt'"Jt' poacm Úocü enetgíe apenar aürvds dc ndiaÉo' Scja c r taxe de cml¡So dc enc*h râdirnte por ur -rä, ä;';;-;"-d.ittoiþo ¿t cncuh r¡dhnte' Mosl¡c que' no cqulllbrío' (l-5) tica é um¡ þilsto E¡t¡ ¡cl¡Éo, (l'5), é conhccidr com o t lct dc Ki¡dtholl pa a nAtaçø' . o cstldo de cquitfb¡io é;ïq*-;¡;þn$;-é' con$ntc cm todo d¡tema f¿chado, e nessc estado a tlxr dÊ cm¡ssâo é n"c"sori"rn.ntc ìgual I texrìc rbsorSo pan ceda corpo' Entâo ( ( Sc um corPo, por cxcmplo, o corpo 2, for um-corpo ncgfo' cntão ¡t >'" Ylut.ul copo negro ab' ro¡rt mclhor ao qu" ut quo iã" I "t åtpt""¡t"' t¡go' scg;c{¿ de (l'Si quJa' ) at ' Então' o fato obser' rzdo de que bonr "Uror".¿o*î,iür åä mnr-..isoies é prcvilto pcta lci de Kirchhoff. a l-3 A TEORIA CLÃSSICA DA RADIAçÃo DE-CAVIDN 'B 4 No infcio ¿.rt g."rî, n"irc¡grr,. t"ru. Jeans, fizcram o cálcr¡lo da densidade de ener' gia da radíação Ue .aviAa¿e touTt;'tP" Jrcg-o)' o.quel most19u uma Sria di:t$-Y1ii::"' flsica clássica e os resultado; cxperime;tais. Esse cálculo é rnálogo aos qua eParecem ao consl' derarmos muitos out¡os iJiãr.lot 6ot.*.mPlo, c€lor€s cspccfficos dc sólidos)' que s€rão tra' ta.os mais tudr. Ap"*nü"n,oi otä.*n* ao $$o aqulì, mat, como uma forma de facilitar it* -ip".ngo,'faaemos antes uma digresão sobð o problcma' - _Þ Consideremos ume ;vidade com Pafedes m€tálicas aqraecidas uniformemente a uma tem' pcratuf¡ li As pareile Gfdtcm rt(ltafo elctromagréttca n8 fat¡q térmica de freqiÉncias' sabe' mos que isso âcontecÊ, ffi;;;t :þ caue do; moyimentos acelerados dos elétrons nas Pa' rcates m€tálicas, que su;;;;; re'srltaAo da egitago térmica (Yide Asndice-B)' No ent¡nto' não é necesário estudar detalhadamente o comPort'amento dos Gtéfons nas Paredes da csvida' -¡ de. Em r¡ez disso, e¡¡lgdaremos o comPortame4to {a9 gldas çlctqÍLalt€ti-cqF-em aeu interior' Rayreigh . J.*, pro..d@, a tesd¡-çþllg4lgné!¡s-clássica é usada p.r. *onr.r'-iir-t .giçn"-*"tro da car¡ldade devep¡lstir ltt,ryTo de ondas est4' cio;&¡is ióin nós sobre .ì-*Jrrr.riir ;atflicas..usanào-sc agumentos geométricos, fgu.gg' contasem do número des¿s ondas 9f-t9ci94ári¡s cuja¡-freqü€ncias e-stão--{rg n!9¡v'4s-dÊ-J-¡ Ëtr;ääJi.'.ïtt''""ä';-¿o,noi* ;o*tt" ¿tptn¿t ät ',:-En!{-o-glgJp=ll4rcsultadoda ;e;#;r':ñ;i1ilg;jerp+rgg*ï+,es.-,**#i'#;ï;l|¿îi:Ë*::f#fr iø está em equillbrio térmico. A energia to-ltl 49gl p€ratura r. O núo*,n-i;.'oid.|o[ä"*dno ¡itte-tiäto ¿t freqäências, multiplicado 9919--e'n-er' gia média das ondas e ¿iri¿ll" p.l" volume da c¿vidaãe, nos dá a cnergia média coniida.e-rn uma 24 FIGUR 1.3. um¡ caúdadc cúbica com porcdar nrctálicas contendo radhçfo ctetronrgnétic8, mofirndo as üês componcntes quc nâà sc mlsturtm dela tadiaÉo oscihn<to entrc rs paredcs c forrn¡n' do ondar csteèionftias com nós em cada parede' 1l O autor ae refere à diret'o de propagação c não a comPonentes do vetol campo elég¡co' (N' do T') M¿s i "-n"= I + c-û + c-2s+ c-3d+ -' ¡Ð =l+x+ JF+xr+-' (1 -X)-t=l+X+F+Xr+-' onde X = e-c e dc forma quc d ë= -åv-ln (t -c-o)-t ds -hv l)(l -¿-c¡-r'-c (l -c-c¡-r hvc-d hv hv =t_*=ñw obtivemos (1.26 ) pa¡a I energia méàia de uma onda estacioná¡ia elet¡omagnóticå de freqliência v' Multipli' c¡ndo esse expres€o por (l-12), o núme¡o,lv(y) dy de ondas que têm csta freqliência, obtido no exemplo l'3' obtemos imediatamente o cspectro de corPo ne8¡o de Planck' (t'2?)' a EXEMPU) I.5 É convenþnte, ne análisp de resultados experimentais, como n:¡ Ígwa l-ll' expressa¡mos o especüo dc corpo negro de Planck em função do complimento de ond¡ tr em vez da freqilência r" obter efÀ)' a cx' prrrøo..p"ra o eryêcl¡o de Planck em fung-o do compfimento de onda, a pa¡ti¡-dc pfi'), a expressão para o .çrrfro ". fungo aa freqtiência. A quantidadc efl) é deñnida å P.¡tif da igualdade pfÀ) dX= -pr(vl dv' -' À (10' A) FIGURA l-l 2. A dcnsidade dc encrgia dc Planck da radiaçío de corpo negto E várias tcmPereturas em função do comPf¡mento de onda, observc que o comprimento dc onda no qual a cufv¿ atinSe scu má. ximo dec¡esc¿ à medida quc a tçmperatùra crescc' 38 o sinal meno-s tÍio.q1" cmbora rfÀ) e plv) sejam ambos posítivos, dy e dà, rêm ¡in¿i¡ oposros, (um rcré¡clrno na ¡reqraenc¡8 prus Um Oecl€sc¡mo cor¡€spondente no comprimento de onda.) Da relaçelo I = c/tJ çrnss ¿y = -(c/Àt ) dÀ, ou dvldÀ = -(cÀr ), de forma que dyc plxl= -pn/¡v)--p¡vl-dÀ ' ¡\t S€ f¡zermos ago¡a v = ch em (1.27, obtemos Sthc dÀ cltlax=;-ffi Na l-tgura l'12 most¡amo¡ um grífico d" plf) x I para vrírias tempereturas d¡ferentes. A mudança de.cor vømelh¿" para a 'tor bnnce" e para a 'coi.azul" da radiação térmíce, à medida que a tempersrun eumental $ torna ev¡dente quando csúuds¡nos e dislribuit''o de energia ¡sd¡enþ €m funSo do compr¡mento de ondâ pars temperaturst cresocnae¡. . A lei de stefan, (l-2), e a le¡ do dedoc¿mento de wien, (l-3), podem s€r obtidas a partir da fórmula de Planck. Ajustafrdo-as aos resultados experiÍ¡entais, podemos determina¡ os valo- res das constantes h e k. A lei de Stefan é obtida integrando-ae a lei de Planck sobre todo o eç Pectro de comPrimento de onda. Obtém-ae gue a radiância é proporcional à quarta potência da temlreratura, sendo a constånte de proporcionalidade hf k4 llsc2å3 identifìcada com o, a conr t¡nte de stefan, qrae tem o valo¡ dcterminado Gxper¡mentalriente de 5,6? x lO-8w/¡na-o¡r. A lei do deslocar¡aento dp tvien é obtida fazendo-se dp0)/dÀ = 0. Encontramos \rxr = 020l4hc/k, e identificamos o lado direito desta equação com a constante de 1Vien, deiËñina. da cxperimentalmente como aendo 2,898 x lO-3m-oK. usando-se esaes doisvaloresmedidos, e suPondo'ae uln valor Pa¡a a velocidade da luz c, podemos c¿Icutar os valores de h e k.De fato, isto foi feito por Planú, estar¡do os yalores obtidos bastante próximos dos obtidos posterior. m€nt€ por outros ¡¡útodos. l-5 o u.so D_A-tJI DÄBADTAçÃO,DE pr.At{ß NA TEAMOMEf,RTÂ? --A radiaçalo em¡t¡d¡ Por um corpo quente pode scr usade para medir s¡a tempetatura. Se a radiafão fo. lal é usada, entã'o, a partir d¡ tei de Stef¡n-Boltzmann, sabemos que e razllo enû;asenerg¡aÍemitldaspelac duas...

Resumo Olhando para a carta de nuclídeos como apresentada no endereço web da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) [1] – que, presume-se, contém todos os nuclídeos conhecidos, naturais e artificiais – constata-se a existência de duas linhas limítrofes, que são as fronteiras dos constituintes da matéria. Admite-se que os átomos mais leves foram formados num processo de nucleossíntese no interior de estrelas enquanto que os mais pesados se formaram na implosão de uma “estrela velha”, uma supernova, ou na fusão de duas estrelas de nêutrons. Usando a fórmula semiempírica de massa para os núcleos atômicos, juntamente com a relação de incerteza energia-tempo, mostramos que as linhas limítrofes assim calculadas apresentam uma apreciável concordância quando comparadas com aquelas obtidas dos conjuntos de nuclídeos que se encontram “mais afastados” do vale da estabilidade, ou seja, nas fronteiras dos constituintes da matéria. Também discutimos brevemente, de forma qualitativa, o qu...

Among the various diseases that affect humanity, cancer is one of the most difficult diseases to be treated, being the second leading cause of worldwide death. Therefore, new forms of treatment are being studied aiming to improve the survival conditions of cancer bearer, or even taking them to cure. A new form of treatment that is receiving prominence is Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). The BNCT is a binary treatment that consists in the administration of compounds containing the 10B nuclid with subsequent irradiation of epithermal neutrons in the tumor region. The BNCT principle was first proposed in 1936, but it was only between 1951 and 1961 that the therapy was tested on human patients. The first tests with sodium tetraborate did not obtain satisfactory results and for this reason the therapy was disregarded for the cancer treatment. In the 1990s, new tests with the compounds sodium borocaptate (BSH-Na 2 B 12 H 11 SH) and borophenylalanine (BPA) have shown motivating results in clinical trials, and because of these efforts, more efficient compounds have been produced for BNCT. This article describes the basic principles of BNCT, historical and prospects for research in the Brazil and the World.

Em 1992, Bettelli, Bianchi-Streit e Giacomelli disponibilizaram um importante texto sobre a Física de Partículas para um contexto educacional de escola básica, o Ensino Médio. Assim, neste artigo, é apresentada uma tradução comentada e adaptada desse texto, em que serão apresentados conceitos básicos para ensino e aprendizagem de Física de Partículas. Há também uma relevância histórica, porque apresenta a descoberta de algumas partículas e os princípios físicos envolvidos. As evidências das partículas novas e outras já conhecidas são fundamentadas na análise de fotografias de câmaras de bolhas, nas quais ficam registrados os eventos da física de altas energias. Nessas análises, foram utilizados conceitos e equações de Física Básica, Relatividade Restrita e Física Quântica, em especial os princípios de conservação. Desta forma, os professores e estudantes do Ensino Médio Brasileiro terão à disposição um interessante texto, com informações de fatos experimentais, para iniciar ou ampli...

Resumo Neste artigo, é apresentada uma sugestão de atividade de ensino de Física Nuclear, na qual são utilizados dados nucleares da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA), tendo como eixo motivador a compreensão da física da Terapia por Captura de Nêutrons pelo Boro (BNCT). A fissão nuclear induzida por nêutrons, da reação 5 10 B ( n , α ) 3 7 Li, e o decaimento gama são os processos analisados na BNCT, com abordagens metodológicas, tanto de caráter quantitativo como qualitativo, para auxiliar na compreensão dos aspectos conceituais relativos à energia da reação, aos produtos da fissão – divididos em dois diferentes conjuntos energéticos de partículas –, e à radiação gama, oriunda do decaimento radioativo do estado isomérico do Li-7.

Resumo Olhando para a carta de nuclídeos como apresentada no endereço web da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) [1] – que, presume-se, contém todos os nuclídeos conhecidos, naturais e artificiais – constata-se a existência de duas linhas limítrofes, que são as fronteiras dos constituintes da matéria. Admite-se que os átomos mais leves foram formados num processo de nucleossíntese no interior de estrelas enquanto que os mais pesados se formaram na implosão de uma “estrela velha”, uma supernova, ou na fusão de duas estrelas de nêutrons. Usando a fórmula semiempírica de massa para os núcleos atômicos, juntamente com a relação de incerteza energia-tempo, mostramos que as linhas limítrofes assim calculadas apresentam uma apreciável concordância quando comparadas com aquelas obtidas dos conjuntos de nuclídeos que se encontram “mais afastados” do vale da estabilidade, ou seja, nas fronteiras dos constituintes da matéria. Também discutimos brevemente, de forma qualitativa, o qu...

Absorbed dose calculations depend on a consistent set of nuclear data used in simulations in computer codes. Nuclear data are stored in libraries, however, the information available about the differences in dose caused by different libraries are rare. The libraries are processed by a computer system to be able to be used by a radiation transport code. One of the systems capable of processing nuclear data is the NJOY system. The objective of this study is to evaluate the nuclear data libraries for neutrons available in the literature, and to quantify the differences in absorbed dose obtained using the libraries JENDL 4.0, JEFF 3.3.1 and ENDF/B.VII. The absorbed dose calculation was performed on a simple geometric model, as spheres, and in anthropomorphic model of the human body based on the ICRP-110 for neutron transport simulation using the MCNP5 code. The results were compared with literature data. The results obtained with cross sections from the libraries JEFF and ENDF/B.VII have...

Este artigo resgata o texto de Bethe e Bacher [1, p. 184], referente às principais refutações da existência de elétrons no núcleo, cujo t́ıtulo do caṕıtulo é βDisintegration and Nuclear Forces, e do parágrafo é Disproof of the Existence of Electrons in Nuclei. Essa revisão sobre F́ısica Nuclear foi publicada em 1936, e serve como base para este texto, numa tradução comentada e adaptada às atuais teorias e suposições a respeito do núcleo. O núcleo atômico é constitúıdo por núcleons, denominação dada aos nêutrons (n) e prótons (p), e por part́ıculas mediadoras das interações nucleares, entre as quais há os mésons-π – responsáveis pela coesão do núcleo – por intermédio das interações da força forte entre os núcleons, e os bósons W+, W− e Z0, responsáveis pelas interações fracas nos decaimentos beta (β− e β+) e captura eletrônica (E.C. ou ε) [2–4]. Um núcleo energeticamente instável, para se estabilizar, tende a emitir part́ıculas, que podem ser

Recebido em 29/3/07; aceito em 29/2/08; publicado na web em 24/9/08 THE BEHAVIOR OF THE ELECTRON: AN ANALYSIS OF THE COMPTON EFFECT AND THE DE BROGLIE'S RELATION. The De Broglie's relation was a fundamental step in the development of a wave nature for matter. Therefore, we have examined it from the perspective of the new atomic theory. This relation makes successful predictions of the stable energy levels for electrons orbiting a nucleus. The formulation of the de Broglie's relation is a fundamental application of the theory of wave-particle duality for a material particle. In this work, the direct demonstration employing the equations E = mc 2 and E = hc/λ, was avoided. We provide a complete analysis of this relation considering features of the special theory of relativity.

A Terapia por Captura de Nêutrons, NCT (Neutron Capture Therapy) é uma técnica radioterápica bimodal com princípios de funcionamento muito vantajosos para o tratamento de cânceres difusos. Contudo apesar desta vantagem conceitual e de sua primeira proposição já exceder os 80 anos, esta técnica ainda não se encontra consolidada na comunidade clínica internacional como proposta terapêutica. Este insucesso no seu estabelecimento não tem impedido que diversos grupos de pesquisa de diversos países do mundo tenham investido tempo e recursos no seu desenvolvimento. Neste texto, apresentamos brevemente um histórico da NCT, e dos principais desafios enfrentados pelos diversos grupos de pesquisas, uma comunidade de entusiastas da técnica, no seu desenvolvimento e na consolidação terapêutica da sua vertente mais estudada, a BNCT (Boron Neutron Capture Therapy). São apresentados também um resumo dos principais resultados alcançados com a técnica além de um breve relato dos estudos realizados na...

Resumo Olhando para a carta de nuclídeos como apresentada no endereço web da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) [1] – que, presume-se, contém todos os nuclídeos conhecidos, naturais e artificiais – constata-se a existência de duas linhas limítrofes, que são as fronteiras dos constituintes da matéria. Admite-se que os átomos mais leves foram formados num processo de nucleossíntese no interior de estrelas enquanto que os mais pesados se formaram na implosão de uma “estrela velha”, uma supernova, ou na fusão de duas estrelas de nêutrons. Usando a fórmula semiempírica de massa para os núcleos atômicos, juntamente com a relação de incerteza energia-tempo, mostramos que as linhas limítrofes assim calculadas apresentam uma apreciável concordância quando comparadas com aquelas obtidas dos conjuntos de nuclídeos que se encontram “mais afastados” do vale da estabilidade, ou seja, nas fronteiras dos constituintes da matéria. Também discutimos brevemente, de forma qualitativa, o qu...

Resumo Quantificar a intensidade da radiação solar incidente na superfície terrestre é extremamente importante, pois os processos de ordem natural, sejam eles físicos, químicos e/ou biológicos dependem diretamente dela. Contudo, existem algumas dificuldades para medir esta variável, na qual destaca-se o custo elevado de equipamentos para esta finalidade. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um protótipo de baixo custo para medir radiação solar global bem como promover a contextualização do ensino de física. Uma estrutura de alumínio fundido, para minimizar os efeitos térmicos e as intempéries sobre suas medidas foi desenvolvida. Esta estrutura era coberta com um difusor plano de acrílico e uma cúpula semi-esférica de vidro que envolvia o sensor fotoresistivo. O protótipo foi conectado ao arduino, usado como datalogger, através de um cabo de rede. Para a calibração do protótipo foi utilizado um piranômetro comercial modelo CM5 da KIPP & ZONEN. Índices estatísticos p...

Quantificar a intensidade da radiação solar incidente na superfície terrestre é extremamente importante, pois os processos de ordem natural, sejam eles físicos, químicos e/ou biológicos dependem diretamente dela. Contudo, existem algumas dificuldades para medir esta variável, na qual destaca-se o custo elevado de equipamentos para esta finalidade. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um protótipo de baixo custo para medir radiação solar global bem como promover a contextualização do ensino de física. Uma estrutura de alumínio fundido, para minimizar os efeitos térmicos e as intempéries sobre suas medidas foi desenvolvida. Esta estrutura era coberta com um difusor plano de acrílico e uma cúpula semi-esférica de vidro que envolvia o sensor fotoresistivo. O protótipo foi conectado ao arduino, usado como datalogger, através de um cabo de rede. Para a calibração do protótipo foi utilizado um piranômetro comercial modelo CM5 da KIPP & ZONEN. Índices estatísticos para se medir a acurácia do protótipo foram aplicados. As medidas foram realizadas continuamente, a cada minuto, durante cinco dias. Os resultados mostraram: coeficiente de determinação foi de R 2 = 0, 957, de eficiência (ε = 0, 95), índice de concordância de Willmott (d = 0, 99) e o erro médio absoluto (EM A = 51, 22 W m −2). Verifica-se uma boa aproximação dos valores de radiação solar global medidas pelo protótipo referentes aos do CM5. Portanto, a construção deste protótipo é útil para facilitar e difundir medidas diárias de radiação solar global e, sobre tudo, poderá contribuir com a contextualização dos conceitos estudados em Física nos ensinos básico e superior.

Neste artigo, é apresentada uma sugestão de atividade de ensino de Física Nuclear, na qual são utilizados dados nucleares da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA), tendo como eixo motivador a compreensão da física da Terapia por Captura de Nêutrons pelo Boro (BNCT). A fissão nuclear induzida por nêutrons, da reação 10 5 B(n, α) 7 3 Li, e o decaimento gama são os processos analisados na BNCT, com abordagens metodológicas, tanto de caráter quantitativo como qualitativo, para auxiliar na compreensão dos aspectos conceituais relativos à energia da reação, aos produtos da fissão-divididos em dois diferentes conjuntos energéticos de partículas-, e à radiação gama, oriunda do decaimento radioativo do estado isomérico do Li-7. Palavras-chave: fissão nuclear, decaimento alfa, BNCT, ENDF, Tabela de Nuclídeos, Celular Smartphone. This paper presents a suggestion of a Nuclear Physics teaching activity in which the International Atomic Energy Agency (IAEA) nuclear data are used. The motivating theme is the understanding of the Physics in Boron Neutron Capture Therapy (BNCT). Neutron-Induced fission of B-10, in 10 5 B(n, α) 7 3 Li reaction, and gamma decay has been analyzed and discussed in this context. To understand the conceptual aspects of reaction energy, fission products-divided into two different energetic sets of particles-, and gamma radiation from the radioactive decay of the Li-7 isomeric state were used both qualitative and quantitative methodologies.

História da Física e Ciências Afins c b n d Licença Creative Commons Uma tradução adaptada do texto sobre algumas refutações da existência de elétrons no núcleo, propostas por Bethe e Bacher Recebido em 21 de Novembro, 2016. Aceito em 16 de Dezembro, 2016. Neste artigo, ´ e apresentada uma tradução adaptada de um importante texto de Bethe e Bacher, publicado em 1936, no qual são discutidas cinco razões para a não existência de elétrons no núcleo atômico. Palavras-chave: decaimento beta, spin nuclear, momento de dipolo magnético nuclear, dimensões nucleares. An adapted Portuguese translation of a text by Bethe and Bacher published in 1873 is offered, which are discussed a disproof of the existence of electrons in the atomic nucleus. Este artigo resgata o texto de Bethe e Bacher [1, p. 184], referentè as principais refutações da existência de elétrons no núcleo, cujo título do capítuló e β-Disintegration and Nuclear Forces, e do parágrafó e Disproof of the Existence of Electrons in Nuclei. Essa revisão sobre Física Nuclear foi publicada em 1936, e serve como base para este texto, numa tradução comentada e adaptadà as atuais teorias e suposições a respeito do núcleo. O núcleo atômicó e constituído por núcleons, denominação dada aos nêutrons (n) e prótons (p), e por partículas mediadoras das in-terações nucleares, entre as quais há os mésons-π-responsáveis pela coesão do núcleo-por intermédio das interações da força forte entre os núcleons, e os bósons W + , W − e Z 0 , responsáveis pelas interações fracas nos decaimentos beta (β − e β +) e captura eletrônica (E.C. ou ε) [2-4]. Um núcleo energeticamente instável, para se es-tabilizar, tende a emitir partículas, que podem ser * Endereço de correspondência: g.orengo@gmail.com. alfa (α), β ou ε, e neutrinos (ν), associadas ou nãonãò a emissão de radiação gama (γ). No caso do de-caimento beta, há emissão de um elétron (e −) ou pósitron (e +), acompanhado de um neutrino, con-forme exemplifica a seguinte representação de trans-mutação, respectivamente, para o decaimento β − e β + , n → p + e − + ¯ ν e , (1) p → n + e + + ν e , (2) em que ν e ´ e o neutrino do elétron e ¯ ν e ´ e o seu anti-neutrino. Desse modo, a questão nessa emissão de elétrons e pósitronspósitronsé se eles "existiam" no núcleo antes de surgirem no seu exterior. Istó e, no caso do decaimento β − , o nêutron, ao se transmutar em próton, antineutrino do elétron e elétron, este permanece, por algum tempo, no núcleo? O núcleo, nos primórdios da Física Nuclear, por hipótese, era composto por elétrons e prótons. O número destes era igual ao número de massa A, porque somente eles contribuíam para a massa do núcleo, enquanto que os A−Z elétrons neutraliza-vam a carga de A−Z prótons, que resultava na carga

Este trabalho começa apresentando uma análise de como evoluiu os conhecimentos humanos a respeito dos constituintes do núcleo, o que depende intimamente do próprio desenvolvimento dos modelos atômicos, passando pela apresentação das notações utilizadas para representar as diversas partes integrantes do interior do átomo e as propiedades nucleares mais importantes, como número atômico, número de massa, energia de ligação nuclear e a força nuclear. Depois será feita uma discussão sobre dois tipos de decaimento radioativo, o da radiação alfa e da radiação beta, sendo que para falar desta segunda radiação tive-se que colocar um tópico sobre a descoberta do neutrino, visto que este é de fundamental importância para a explicação do decaimento beta. Por fim, dedica-se algumas linhas para falar sobre os perigos de tais radiações e de algumas aplicações, apenas a título de curiosidade.

This article addresses the difference between knowledge-inquiry and wisdom-inquiry in nuclear physics education. In the spirit of an earlier study of 57 senior-level textbooks for first-degree physics students, this work focuses here on a remarkable use of literary quotations in one such book. Particles and Nuclei: an introduction to the physical concepts, by B. Povh et al, opens with an epigraph from Wilhelm Busch's Max und Moritz which has been rendered, in the celebrated translation by C. T. Brooks, as “Not alone to solve the double/ Rule of Three shall man take trouble;/ But must hear with pleasure Sages/ Teach the wisdom of the ages.” What the student gets however is technical material followed abruptly at the very end by the biblical advice, from the Book of Jeremiah “And it shall be, when thou hast made an end of reading this book, that thou shalt bind a stone to it, and cast it into the midst of Euphrates”. From a study of these and other quotations and other features of the book the present author infers a strong desire to express something important about wisdom, which is however even more powerfully suppressed by the ideology of knowledge-inquiry. The paper ends with a brief discussion of 'wisdom of the ages' and 'wisdom for our age'.
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Policy Futures in Education (2012) Vol 10 Issue 5 pp 587 - 593.
http://dx.doi.org/10.2304/pfie.2012.10.5.587
Author's accepted manuscript available at The Wisdom of Sages(final) https://www.uea.ac.uk/~c013/v2/wisdom-of-sages-final.pdf