Tentamen i kärnkemi för K4 den 12 mars 1991 kl 1415 - 1815

Del A

1. Skriv ut de fullständiga namnen på Tc, Rn, Pa, Pu, Np och Cf. (3p)

2. Vilka av nedanstående nuklider är: a) isomerer (1p), b) isotoper (1p), c) isotoner (1p); ⁹⁸Tc, ^99mTc, ⁹⁹Tc, ¹⁰⁷Tc, ¹⁰⁸Tc, ¹⁰⁸Ru, ¹⁰⁹Rh.

3. Hur definieras: a) massdefekt (1p), b) massöverskott (1p), c) universell massenhet (1p)

4. Rangordna alfa-, beta- och gamma-strålning efter stigande LET värde. (2p)

5. Hur stor del av reaktionsenergin omvandlas till rekylenergi vid: a) alfa-sönderfall (1p), b) beta-sönderfall (1p), c) gamma-utsändning (1p)

6. Beskriv kortfattat en linjär flerstegsaccellerator. (3p)

7. Hur definieras G-värde? (1p)

8. Man talar om fyra naturliga sönderfalls serier. Vilka av dessa förekommer naturligt på jorden. (3p)

9. a) Hur definieras ekvivalentdos, H_T? (1p), b) Vilken sort har denna i SI systemet? (1p)

10. Ett gamma-spektrum från en nuklid med en gamma-energi ser ut på följande sätt. Namnge de "toppar" som markerats i detta spektrum. (3p)

11. Aluminium bestrålades med snabba neutroner (14 MeV). Efter bestrålningen mättes detta target med en NaI-detektor under en serie 1 minuters intervall. Därvid erhölls nedanstående tabell. Bestäm halveringstiden och identifiera produkten med hjälp av nuklidkartan (se bifogade blad). (4p)

DEL B

12. En ⁶⁰Co källa med aktiviteten 4 TBq (100% 1.17 MeV och 100% 1.33 MeV gamma per sönderfall) skall flytta manuellt mellan två kraftiga strålskydd. Därvid tänker man använda ett gripverktyg med justerbar längd mellan tång och handtag. Man vill inte ha större längd på verktyget än nödvändigt. Simuleringsförsök visar att operationen medför att källan sitter oskyddad i verktyget under 35 sekunder. Hur långt måste avståndet mellan tång och handtag på verktyget vara för att helkroppsdosen skall maximeras till 0.5 mSv om man antar att kroppen befinner sig på samma avstånd från källan som avståndet mellan tången och verktygets handtag? Absorption i luft försummas. (10p)

13. 10 mg ²⁷Al bestrålades 5.0 minuter i ett termiskt neutronflöde på 10¹⁸ n m^-2s^-1. Sönderfallshastigheten för ²⁸Al mättes 2.0 minuter efter bestrålningens slut till 2.18x10⁹ Bq. Beräkna tvärsnittet för reaktionen ²⁷Al(n,gamma)²⁸Al. (10p)

14. Ett 0.1 ml prov på en nytillverkad ⁵⁴Mn-lösning indunstades på en plastfolie. För att bestämma lösningens specifika aktivitet kalibrerades sedan en HPGe spektrometer genom att en ⁵⁴Mn-standard (angiven styrka; 11.2 uCi kl 1200 1 januari 1989) mättes under 10 minuter på 20 cm avstånd från detektorns framsida. Mätningen startade kl 1500 den 20.1.1991. Därvid erhölls 16581 pulser i 835 keV toppen. När provet sedan skulle mätas visade detta sig så starkt att man beslöt öka avståndet till detektorn från 20 till 40 cm. Provet mättes sedan kl 1600 20.01.1991 i denna position. Därvid erhölls 20800 pulser på 1 minut i 835 keV toppen. Mätinstrumentet korrigerar automatiskt för utrustningens dödtid, varför ingen hänsyn behöver tagas till denna. Beräkna vad lösningens specifika aktivitet av ⁵⁴Mn kommer att vara (Bq/l) kl 1200 1.02.1991. (10p)

15. Beräkna den frigjorda energin vid spontan fission av ²⁵²Cf under antagande att 2 neutroner frigörs per fission: a) Om processen leder till två lika fragment. (5p), b) Uppskatta coulombbarriären för denna process. (5p)

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