Uppdaterad 1997.12.07

Tentamen i kärnkemi ak den 24 mars 1992 kl 0845 - 1245


DEL A

1. 147Pr utgör början på en liten sönderfallskedja som slutligen leder till en stabil isotop. a) Vilka nuklider ingår i denna kedja? (2p), b) Vilka av dessa nuklider är isobarer? (1p), c) Vilka av nukliderna är isotoper? (1p), d) Vilka av nukliderna är isomerer? (1p)

2. Uran kan förekomma i ett antal olika valenstillstånd i vatten-lösningar beroende på lösningens redox potential. a) Vilka är de aktuella oxidationstalen? (2p), b) Vilka av dessa joner är stavformade? (1p)

3. Varför varierar stabiliteten hos atomkärnor på följande sätt: u-u < u-j ~ j-u < j-j? (3p)

4. Hur omvandlas dos till effektiv ekvivalentdos? (1p)

5. Hur definieras begreppet G-värde? (1p)

6. Massöverskotten för 202Hg, 206Tl, 206Pb och 206Bi är -27370, -22278, -23809, och -20048 keV. Massorna hos 4He och elektronen är 4.002603 respektive 0.0005486 u. Beräkna Q-värden för följande reaktioner: a) 206Pb(ß-)206Bi (1p), b) 206Pb(ß+)206Tl (1p), c)206Pb(alfa)202Hg (1p).

7. Beskriv en jonkälla som kan produceras p+-joner (skiss och förklaring). (4p)

8. Två grundämnen lättare än Pb finns inte naturligt på jorden. a) vilka är dessa? (2p), b) Varför finns de inte naturligt? (1p)

9. Vad är termoluminiscens och vad kan det användas till? Förklara fenomenet och ange 2 tillämpningar. (3p)

10. Ange två sätt att mäts flödeshastighet med hjälp av en radionuklid (skisser och ekvationer). (4p)


Del B

11. En Frickedosimeter insattes i en liten bestrålningsanordning (innehållande 137Cs) under 2 timmar. Optiska tätheten mättes före och efter bestrålningen vid 304 nm med 1 cm kyvetter till 0.01 respektive 0.72. G(Fe3+) = 15.5 (i cgs-systemets enheter). a) Beräkna doshastigheten i anordningen (5p), b) Hur många gram vätgas, G(H2) = 0.4, bildas om 100 ml rent vatten bestrålas under 5 dygn i anordningen? (5p)

12. En liten cyklotron kan producera en stråle av 4He-joner med med energin 8 MeV. Vilket är den tyngsta stabila nuklid som som kan kärnreagera med denna stråle (coulomb-exitering och eventuell tunneleffekt försummas)? (10p)

13. Vid ett experiment i Los Alamos under 2:a världskriget skedde en olycka där en forskare fick en momentan gammados på ca 10 Sv. Han avled en kort tid senare. Orsaken till bestrålningen var en kort tillfällig kriticitet i en oskärmad massa av 235U som befann sig ½ m från forskaren. Om 3 gammakvanta med energin 2.3 MeV antages frigjorda per klyvning, hur många 235U-atomer klövs vid olyckan? Absorption av gamma i uranet försummas. (10p)

14. 238Pu till isotopgeneratorer för rymdbruk tillverkas genom bestrålning av 237Np med termiska neutroner. Tvärsnittet för n,gamma-reaktion i 237Np är 170 b. Bildad 238Np sönderfaller dels till 238Pu (t½ = 2.117 d) och klyvs dels med tvärsnittet 2070 b. En tunn target av 237Np bestrålas under 2 veckor i ett n-flöde på 1015 n cm-2 s-1 och får sedan svalna under ytterligare 4 veckor. Därefter separeras plutonium från neptunium. Hur stor andel (%) av neptuniumtargeten har då omvandlats till plutonium? (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


(Updated 1999-01-16)