Tentamen i Kärnkemi ak den 22 januari 2000 kl. 0845 - 1245

Del A

1. Sönderfall av ²¹²Pb leder till sönderfallskedjor som slutar på ²⁰⁸Pb. a) Vilka grundämnen förekommer i dessa korta kedjor? (3p) b) Vilka av nukliderna är isobara? (1p) c) Vilka av nukliderna är isotopa? (1p) d) Vilka av nukliderna är isotona? (1p) e) Vilka av nukliderna är isomera? (1p)

2. Vilka delar ingår i en masspektrometer? (Svara med skiss och förklarande text) (3p)

3. Vilka typer av radioaktivt sönderfall kan förkomma hos alla neutronfattiga nuklider? (2p)

4. Vilka konstanslagar gäller vid radioaktivt sönderfall? (5p)

5. ²²⁰Rn förekommer i en av de långa sönderfallsserierna. Vilken? (1p)

6. Sambandet mellan räkne- och sönderfallshastighet ges genom en ekvation av typen R = Y*A. Vilka är de olika verkningsgrader som ingår i Y? (3p)

7. Frickedosimetern är en vattenlösning av ett antal olika kemikalier. Vilka ingår vanligen? (2p)

8. Vad kan man göra för att skilja mellan b-partiklar av låg och hög energi i en Cerenkovdetektor? (2p)

9. Vilka krav gäller för att en radioaktivt märkt substans skall anses vara radiokemiskt ren? (2p)

10. Vad består en neutron av enligt QCD-modellen? (1p)

11. Totala energin i ett system kan skrivas som summan av en eller flera energitermer. Vilka är dessa? (3p)

12. I bland placeras en tunn folie i strålgången mellan två seriekopplade acceleratorer. a) Vad kallas denna folie? (1p) b) Vad har den för funktion? (1p)

13. Vad kallas inversen på det makroskopiska tvärsnittet? (1p)

14. Vad är Szilard-Chalmers processen? (3p)

15. Ett av de tyngsta grundämnena heter Seaborgium. Vilket atomnummer har detta? (1p)

16. Hur beräknas värdet på den biologiska helkroppsverkan av bestrålning? (ekvation) (2p)

Del B

17. Vid ett sjukhus elueras rutinmässigt ¹³²I från en isotopgenerator. Enligt tillverkaren skall generatorn kunna leverera 1.00 TBq ¹³²I när den anländer kl 1900 var fredag kväll. Eluering sker kl 0800 på måndag morgon och tar bara en minut. Eluatet uppsamlas i en cylindrisk flaska med höjd = diameter = 1 cm. Flaskan fylls helt med eluat. Vad blir då dosraten (mSv/h) 20 cm från den nyfyllda flaskan centrum? ¹³²I sönderfaller med b^- under utsändning av 523 keV (16%), 630 keV (14%), 668 keV (99%), 773 keV (76%) och 955 keV (18%) g-kvanta. (10p)

18. En ²⁰⁴Tl-standard hade aktiviteten 2.9 kBq (+2%) kl 1200 den 1/12 1995. Den 1/12 1999 mättes preparatet med en GM-detektor varvid 60142 pulser erhölls under 5 minuter. Ett annat ²⁰⁴Tl-preparat med okänd aktivitet mättes strax efteråt med samma detektor (identiska betingelser) under 10 minuter varvid 42741 pulser registrerades. Detektorn gav sedan 2094 pulser under 10 minuter utan något radioaktivt preparat. Vad var aktiviteten (Bq) hos det okända preparatet och hur stor var osäkerheten i detta värde (%)? (10p)

19. Ett prov på en aluminiumlegering, vikt 15.1 g, och ett prov innehållande 1 g rent vatten bestrålades tillsammans 5 minuter med snabba neutroner från en n-generator. Vid mätning av Al-provet med en scintillationsdetektor erhölls 1120 pulser netto i toppen med energin 6129 keV (¹⁶N). Mätningen, som påbörjades 10 sekunder efter bestrålningens slut, skedde under 10 sekunder. Vattenprovet mättes exakt på samma plats under 1 minut med början 30 sekunder efter uttag. Därvid erhölls 2005 pulser netto i toppen med energin 6129 keV. Vad var legeringens syrehalt i %? (10p).

20. En cyklotron levererar ¹⁸O²⁺ joner med energin 40 MeV. Efter ett Au-target (3mg/cm²) placerades en Faraday-kopp. Under en 10 minuters bestrålning med konstant ström uppsamlades 0.112 mC från Faraday-koppen. Beräkna strålens intensitet i antal syrejoner per sekund. (10p)

När Du är klar finns lösningarna här.