Tentamen i kärnkemi för GU och K4 den 13 mars 1990 kl 0915 - 1315

Del A

1. Skriv ut de fulla namnen på Pa, Cf och Fm. (3p)

2. Vilka av nedanstående nuklider är a) isomerer (1p) b) isobarer (1p) c) isotoper (1p) ¹⁰⁷Tc, ¹⁰⁸Ru, ¹⁰⁸Tc, ¹⁰⁹Rh, ¹⁰⁵Tc, ^99mTc, ⁹⁹Tc

3.a. Vad menas med LET? (1p) b. Hur skiljer sig LET för olika typer av nukleär strålning. (2p)

4. En sur lösning innehåller 0.1 M ²³⁹Pu(IV). På grund av alfa-strålningen sker en radiolys av lösningen. Var kommer denna radiolys att leda till? (2p)

5.Vad menas med massdefekt? (1p)

6.Beskriv tre typer av beta-sönderfall. (3p)

7.Mätverkningsgraden, (R = y A), vid mätning av radioaktiv strålning kan uppdelas i ett antal delverkningsgrader. Ange vilka dessa är. (3p)

8. Man talar om fyra naturliga radioaktiva serier. Vad kallas de? (2p)

9.Vad är Wignereffekt? (2p)

10.Beskriv kortfattat hur en cyklotron fungerar. (3p)

11.Halveringstiden för kortlivade neutronrika arsenik isotoper bestämdes genom att man pumpade en radiokemiskt ren As-fraktion genom en mätcell placerad framför en neutrondetektor (De mest kortlivade As-isotoperna sönderfaller under utsändande av neutroner). Vid tiden t=0 stoppades vätskeflödet och neutronmätningarna startades. Varje mätning pågick under 0.3 sekunder. Bakgrunden är försumbar. Vid dessa mätningar erhölls följande tabell. Bestäm halveringstiderna och identifiera isotoperna med hjälp av nuklidkartan (se bilaga). (5p)

DEL B

12. Ett prov innehållande 2 g NaCl bestrålas 50 timmar i en reaktor vid ett flöde på 10¹² n/cm²s. Tvärsnittet för neutroninfångning i natrium är 0.53 b. Vilken Na-isotop bildas och vad är dess aktivitet 10 timmar efter bestrålningens slut? (6p)

13.Då aluminium bestrålas med termiska neutroner bildas ²⁸Al. Denna Al-isotop är en beta-strålare med halveringstiden 2.25 min. De avgivna beta-partiklarnas maximala räckvidd i aluminium bestämdes till 1300 mg/cm². Sönderfallet sker enligt bifogat sönderfallsschema (se bilaga). Massöverskottet hos Si-isotoperna är: ²⁸Si -21.492 MeV ²⁹Si -21.895 MeV ³⁰Si -24.433 MeV Beräkna massan hos ²⁸Al. (6p)

14. Cesiumisotopen ¹³⁷Cs sönderfaller under utsändande av 662 keV gammastrålning (ett kvanta per sönderfall). Man vill skärma av en punktformig 10 MBq ¹³⁷Cs-källa så att doshastigheten på skyddets utsida blir 2 mGy/timme. Hur tjockt blyskydd krävs? (6p)

15. Ett standardpreparat, som innehöll 23 kBq ⁶⁰Co den 1 juli 1980, mättes 1 juli 1989 på en meters avstånd från en HPGe detektor (energier och intensiteter för denna isotop antages vara 1173.2 keV och 99.9% samt 1332.5 keV och 100%). Därvid erhölls två skarpa toppar i gammaspektrum med 1005 cpm i den första (lägst energi) och 912 cpm i den andra gammatoppen. Ett litet prov på ⁵⁹Fe märkt hemoglobin innehöll 0.14 mmol hemoglobin. När detta prov mättes med HPGe-detektorn på en meters avstånd erhölls två tydliga toppar i gammaspektrum. Aktivteten hos toppen med lägst energi var 514 cpm. Järnisotopen ⁵⁹Fe utsänder vid sitt sönderfall två gammakvanta med energier och intensiteter enligt följande. E = 1099.25 keV, I = 56.5%; E = 1291.60 keV, I = 43.2%. Den totala mätverkningsgraden, p, vid aktuella energier kan anses följa sambandet ln(p)= a + b ln(E). Beräkna specifika ativiteten hos hemoglobinet (Bq/mol). (6p)

Tillåtna hjälpmedel: Del A: Kalkylator och nuklidkarta Del B: Allt utom lösta exempel. För godkänt betyg krävs 40% av max. poäng.

När Du är klar finns svaren här