Tentamen i kärnkemi ak den 17 augusti 1992 kl 1300 - 1700

DEL A

1. ¹⁴⁸Dy utgör början på en kort sönderfallskedja. a) Vilka nuklider ingår i denna kedja? (2p), b) Vilka är isotoper? (1p), c) Vilka är isobarer? (1p), d) Vilka är isotoner? (1p)

2. Hur definieras: a) massöverskott? (2p), b) universella massenheten, u? (2p)

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

4. Ett preparat innehållande ²⁴Na användes för att mäta dödtiden hos ett mätinstrument. Klockan 1000 en måndagsmorgon uppmättes 331740 cpm med preparatet monterat på detektorns framsida. Preparatet fick sitta kvar på detektorn. Vid samma tid nästa morgon mättes preparatet igen. Därvid erhölls 121862 cpm. Bakgrunden kan försummas och mättiderna var i båda fallen 1 minut. Vad var detektorns dödtid? (4p)

5. Beskriv principen för en linjär accellerator genom en enkel skiss och förklaring till denna. (3p)

6. Joniserande strålning kan som bekant orsaka cancer. Varför botar man då cancer genom bestrålning med stora doser joniserande strålning? (3p)

7. ALI-värdet för ¹³⁷Cs är 4×10⁶ Bq. Befolkningen i allmänhet bör endast utsättas för 1/10-del av det som tolereras för personer som yrkesmässigt arbetar med strålning. Medelsvenson antages dricka 2000 l vatten om året. Hur stort är då gränsvärdet för dricksvattens innehåll av ¹³⁷Cs (Bq/liter)? (4p)

8. Vad är den biologiska viktsfaktorn för alfa-partiklar? (2p)

9. Verkningsgraden hos en mätutrustning för joniserande strålning uppdelas normalt i ett antal faktorer. a) Vilka är dessa? (3p), b) Vilka beror på avståndet mellan detektor och prov? (2p)

10. Man vill minska energin hos alfa-partiklar från ²¹⁰Po till 3 MeV genom placera en tunn Al-folie framför stålkällan. Vilken ytvikt bör denna folie ha (mg/cm²) ? (4p)

11. När vatten betrålas med 14 MeV neutroner blir detta aktivt. Halveringstiden uppmäts till ca 7 sekunder. a) Vilken isotop kan ha bildats ? (2p), b) Vilken kärnrektion har hänt? (2p)

DEL B

12. Strålkällor innehållande 1 Ci ⁶⁰Co har använts inom det svenska försvaret för simulering av radiakbeläggning. Under transport förvarades dessa i sfäriska blyskydd med vikten 20 kg. Källan var då placerad i ett 1 cm diameter hålrum i kulas centrum. ⁶⁰Co utsänder två gamma-kvanta per sönderfall (1.17 MeV, 100% och 1.33 MeV, 100%). Beräkna ytdosraten under transport (Gy/s). (10p)

13. ¹³²Xe joner av energier upp till 45.3 MeV/nukleon kan produceras i den franska GANIL-anläggningen. Vilken är lägsta användbara energi i MeV hos dessa joner som kan orsaka kärnreaktioner i en tunn target av ²⁰⁸Pb? Coulomb-exitering och tunneleffekt kan försummas. (10p)

14. Vid studier av en industriell process för separation av ädelmetaller tänker man utnyttja ¹⁰³Pd som spårisotop för palladium vid separation av en råvara som innehåller lika halter av Pd och Rh. Härvid vill man bland annat mäta föroreningar av Pd i Rh. Så hög ¹⁰³Pd-aktivitet kan satsas i processen att det statistiska mätfelet normalt kan försummas. Mätning av ¹⁰³Pd sker via dottern ^103mRh (40 keV gamma, 0.068%). Hur länge bör mätproven lagras innan de mäts om mätfelet i Pd halten skall vara högst 1% vid en minsta Pd-halt i Rh på 1 ppm.

15. För bestämning av halten arsenik i tenn, avsedd för beläggning av konservburksplåt, tänker man bestråla detta med termiska neutroner och mäta ⁷⁶As. Tillgängligt flöde är 1.2x10¹³ n cm^-2 s^-1. Tvärsnittet är 4.3 b. Hur länge bör man minst bestråla för att kunna detektera en As vid en halt på 1 ppb om mätning först kan påbörjas 24 timmar efter bestrålningens slut, verkningsgraden hos detektorn är 0.02 för 559 keV (⁷⁶ As utsänder 45% gamma av 559 keV), provmängden inte kan överstiga 1 g på grund av bestrålningsgeometrin och 1 puls/sekund anses vara minsta detekterbar aktivitet i 559 keV toppen. (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