Tentamen i kärnkemi för K4 den 16 mars 1993 kl 0845 - 1245

Del A

1. Ange de fulla namnen på följande grundämnen: Pa, Md, Rf, Mt? (2p)

2. ²⁰⁶Po sönderfaller till korta sönderfallsserier. 2a. Vilka nuklider ingår (inklusive modern)? (2p), 2b. Vilka av dessa är isobara? (2p), 2c. Vilka är isotopa? (2p), 2d. Vilka är isotona? (2p)

3. Massöverskottet hos ²³⁸U är 47307 keV. Vad är atommassan för ²³⁸U? (2p)

4. Vad heter första och sista grundämnet i 4n+1 serien? (2p)

5a. Vilken energi kommer protoner att ha i en cyklotron efter 100 fulla varv och en växelspänning mellan D:na på 20 kV. (2p), 5b. Vad blir energin om frekvensen på växelströmskällan ökas till det dubbla under i övrigt samma förutsättningar? (2p)

6a. Vad bör man göra för att en proportionalräknare skall fungera effektivt som detektor för neutroner? (2p), 6b. Vid laborationen "Kärnreaktioner och radioaktivt sönderfall" användes en accelerator för att erhålla ett neutronflöde. Därvid utnyttjades den så kallade DT-reaktionen. Skriv reaktionsformeln för denna reaktion. (2p)

7. Beskriv huvuddelarna i en NaI(Tl)-scintillationsdetektor samt hur detektionsprocessen fungerar. (4p)

8. En nuklid utsänder enbart gamma-strålning med energin 1.17 MeV. Om denna strålning mäts med en HPGe-detektor erhålles ett spektrum med ytterligare tre tydliga smala toppar av lägre energi. 8a. Vad kallas samtliga toppar? (4p), 8b. Om detektorn är energikalibrerad, vilka energier har de tre topparna med högst energi? (3p)

9. G(H₂) för vatten är 1 i CGS systemet. Beräkna motsvarande G-värde i SI-systemet. (2p)

10. Följande data erhölls vid kalibrering av en Ge(Li)-detektor. Beräkna detektorns upplösning (FWHM-värde). (5p)

Del B

11. En ^99mTc generator innehåller vid leveransen så mycket ⁹⁹Mo att 800 MBq ^99mTc kan erhållas vid omedelbar eluering med NaCl lösning (radioaktiv jämvikt kan antagas). Sönderfall av ⁹⁹Mo leder i 87.2% av fallen till ^99mTc och i resten av fallen till ⁹⁹Tc. ⁹⁹Mo utsänder även 778 keV gamma (4.4%) och 740 keV gamma (12.1%). Om generatorn antages cylindrisk med 1 cm diameter, vad blir yttre diametern på ett blyskydd som högst får ha 2 mSv/h på ytan vid leverans av generatorn? (10p)

12. ¹³⁶Xe joner av energier upp till 45 MeV/nukleon kan produceras i den franska GANIL anläggningen. Vilken är den lägsta energi av sådana joner som kan leda till kompoundkärnreaktioner i en guld target? (10p)

13. För att bestämma silverhalten i ett silversmycke, vikt 5.4 g, bestrålades detta under 30 minuter med termiska neutroner från en AmBe källa omgiven av paraffinmoderator. Vid mätning av smycket med en HPGe-detektor erhölls 1020 pulser netto i toppen med energin 633 keV (¹⁰⁸Ag). Mätningen påbörjades 4.0 minuter efter uttag ur bestrålningsanordningen och skedde under 3.5 minuter. Som jämförelse bestrålades en 1.0 g rent silver i samma position under 1 timme. Detta prov mättes i samma position som smycket under 3.0 minuter med början 3.0 minuter efter uttag. Därvid erhölls 2005 pulser netto i toppen med energin 633 keV. Vad var smyckets silverhalt? (10p)

14. En stamlösning av ¹³⁷Cs hade 1980.06.30 specifika aktiviteten 1.5 MBq/ml. I en studie av vattenflödet genom en apparat 1992.06.05 satsades 0.1 ml/minut av denna lösning tills konstant aktivitet erhölls i utloppet från apparaten. Ett då uttaget prov på 10 ml mättes samma dag i en mätutrustning vars verkningsgrad var 0.031 för ¹³⁷Cs gamma (662 keV); sönderfall av ¹³⁷Cs leder i 85.21% till utsändning av gamma-kvanta med energin 662 keV. Därvid erhölls 2560 pulser med 10 minuters mättid. Hur stort var vattenflödet? (10p)

Tillåtna hjälpmedel: Del A: Valfri kalkylator, nuklidkarta. Del B: Allt utom lösta exempel För godkänt betyg krävs 40% av maximal totalpoäng.

När Du är klar finns svaren här