Tentamen i kärnkemi för K4 den 23 mars 1991 kl 0815 - 1215

Del A

1. Grundämnena teknetium och prometium finns inte naturligt på jorden. Varför? (1p)

2. Vilka stabila udda-udda nuklider existerar? (2p)

3. Vad heter det första och det sista grundämnet i aktinidserien? (2p).

4. Vilka av följande nuklider är a) isotoper (1p), b) isobarer (1p), c) isomerer (1p) ¹⁸¹Ta, ¹⁸⁰W, ¹⁸¹W, ¹⁸²W, ¹⁸³W, ^183mW, ¹⁸⁵Re

5. Varför är cancerceller normalt mer strålkänsliga än normala celler av samma typ? (2p)

6. Vilka biologiska viktfaktorer har alfa, beta och gamma-strålning vid normala energier? (3p)

7. När uranbränsle bestrålas med neutroner i en reaktor bildas nukliden ²³⁹Pu. Hur sker detta? (3p)

8. För att bestämma dödtiden i en detektor användes ett ^99mTc preparat. Vid en första mätning gav detta preparat 201194 cpm. Exakt en halveringstid senare mättes preparatet igen och då erhölls 111848 cpm. Bakgrunden kan försummas. Vad var detektorns dödtid? (3p)

9. Beskriv principen för en cyklotron genom en enkel skiss och förklaring till denna. (3p)

10. ¹⁴⁴Nd sönderfaller under utsändande av alfapartiklar med energin 1.83 MeV. a) Vilken nuklid bildas? (1p), b) Vad får dotternukliden för rekylenergi? (1p), c) Vad är Q-värdet för reaktionen? (1p), d) Är LET-värdet för den rekylerande dottern större eller mindre än LET-värdet för den utsända alfa-partikeln? (1p)

11. En liten mängd metalliskt kalium bestrålades 1 minut med termiska neutroner i en reaktor. Efter bestrålningen löstes provet i vatten, lösningen indunstades och placerades framför en NaI(Tl) scintillationsdetektor. Med denna mättes nedanstående data. a) Beräkna halveringstiden för den bildade nukliden (2p), b) Vilken nuklid har bildats (se nuklidkartan)? (1p), c) Vilken kärnreaktion har lett till denna nuklid? (1p)

Del B

12. En strålkälla som avger 10¹⁰ gamma-kvanta per sekund är innesluten i en blybehållare med 5.0 cm tjocka väggar. Den utsända strålningens energi är 2.0 MeV. 100 cm från strålkällan (dvs utanför blyskyddet) placeras en detektor med 5.0 cm diameter och 1.1% total-verkningsgrad för 2.0 MeV gamma. Hur länge måste man mäta med denna detektor för att registrera 5x10⁶ pulser? För Pb och 2 MeV gamma-strålning gäller att µ/rho = 0.045 cm²g^-1. rho_Pb = 11.37 g/cm³. (10p)

13. För A=75 finns kedjan ⁷⁵Br(ß⁺)⁷⁵Se(EC)⁷⁵As. Beräkna a) Q-värdet för EC sönderfallet. (5p), b) maximalenergin hos den positron som utsänds av ⁷⁵Br. (5p)

14. Ett folie av koppar med ytvikten 20 mg/cm² bestrålas 5.0 minuter med en smal stråle av 14 MeV neutroner som har intensiteten 10⁷ s^-1. 13 timmar efter bestrålningens slut mättes foliet i en kalibrerad detektor. Detta befanns då innehålla 1.0x10⁵ atomer ⁶⁴Cu. Denna isotop bildas även ur ⁶³Cu med tvärsnittet 100 mb för 14 MeV neutroner. Beräkna tvärsnittet för reaktionen ⁶⁵Cu(n,2n)⁶⁴Cu. (10p)

15. En ^99mTc generator baserad på ⁹⁹Mo mjölkades tom på Tc på tisdag morgon kl 0800. Enligt fabrikanten skulle denna generator leverera 200 GBq ^99mTc kl 1200 föregående söndag (generatorn var tillverkad flera dygn tidigare). Man mjölkar på nytt ut allt Tc kl 1500 på tisdag eftermiddag. Hur många Bq ^99mTc fick man ut denna gång? (10p)

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