Tentamen i kärnkemi för K4 den 24 mars 1994 kl 1415 - 1815

Del A

1. Ange de fullständiga namnen på Np, Cm, Md, Ha. (2p)

2. På vilket sätt sönderfaller radionukliderna: ¹⁴C, ¹⁴O, ²⁵²Cf och ²²⁶Ra? (4p)

3a. Definiera begreppet (ekvation) massöverskott (1p), 3b. Hur beräknas en atommassa (u) ur dess massöverskott när detta ges i MeV? (1p)

4. Hålet mellan jonkällan och accelerator-röret i en enstegsaccelerator (Cockroft-Walton maskin) får inte vara för stort. Förklara varför. (2p)

5. ²⁴²Am är utgångsnuklid för korta sönderfallsserier som leder till naturligt förekommande mycket långlivade nuklider. 5a. Vilka nuklider ingår i dessa korta serier fram till naturligt förekommande nuklider (inklusive ²⁴²Am)? (2p), 5b. Vilka av seriernas nuklider är isobara? (2p), 5c. Vilka är isotopa? (2p), 5d. Vilka är isomera? (2p)

6. En cyklotron kan som mest accelerera ⁶³Cu⁴⁺ till 630 MeV. Vilken energi skulle ²⁰⁸Pb¹⁰⁺ joner högst kunna få? (2p)

7. Vad är skillnaden mellan primära och sekundära radioaktiva neutronkällor. (2p)

8. Beskriv principen för en GM-detektor (skiss och text). (4p)

9. Naturlig gallium-metall bestrålas med termiska neutroner under ett dygn. 9a. Vilka nuklider bildas? (2p), 9b. Vilken bildas i största mängd (vikt)? (1p), 9c. Vilken har störst radioaktivitet vid bestrålningens slut? (1p)

10. Definiera följande begrepp och ange sorterna i SI systemet. 10a. LET (1p), 10b. G-värde (1p)

11. Vad krävs minst för att en nuklid skall kunna reagera genom en kedjereaktion? (2p)

Del B

12. Ett ²⁰⁴Tl-preparat hade aktiviteten 1.9 kBq kl 1200 den 16/12 1991. Den 22/3 1994 mättes preparatet med en GM-detektor varvid 60300 pulser erhölls under 5 minuter. Ett annat ²⁰⁴Tl-preparat med okänd aktivitet mättes strax efteråt med samma detektor (identiska betingelser) under 10 minuter varvid 43800 pulser registrerades. Vad var aktiviteten i det okända preparatet? (10p)

13. I vissa tillämpningar är man intresserad av att märka organiska föreningar med en radioaktiv isotop, t.ex. ¹²³I. Märkning kan ske med en isotoputbytes reaktion. Märkningsutbytet för en organisk halogenförening RX med en halogenisotop AX definieras som % utbyte = (100*[RAX])/([RAX]+[AX^-]) och beror av förhållandet mellan totalhalten [X^-] och totalhalten [RX]. Vad blir det procentuella utbytet vid märkning med ¹²³I om totalhalten [I^-] = 5.2×10^-4 M och totalhalten [RI] = 10^-2 M. (Halterna av radioaktivt märkta substanser kan försummas). (10p)

14. Vid bestrålning av naturligt förekommande klor med termiska neutroner sker bland annat följande reaktioner: ³⁵Cl(n,gamma)³⁶Cl, tvärsnitt = 43 b, ³⁷Cl(n,gamma)³⁸Cl, tvärsnitt = 0.428 b. Då en tunn target innehållande naturlig klor bestrålades en viss tid, t(s), med den termiska neutronflödestätheten, f (n s^-1 m^-2), erhölls N stycken ³⁶Cl-atomer vid bestrålningens slut. Hur många ³⁸Cl atomer hade bildats? (10p)

15. Vid ett sjukhus elueras rutinmässigt ^99mTc från en radioisotopgenerator. Tillverkaren anger att denna kan leverera upp till 800 GBq när den anländer till sjukhuset kl 0700 var måndag morgon. Eluering sker tidigast kl 1000 och tar bara en minut. Eluatet uppsamlas i en flaska med höjd = diameter = 2 cm placerad i en liten blybehållare. Hur stor minsta väggtjocklek bör denna ha om man kan tolerera en högsta doshastighet på 2 mSv/h på behållarens yta? (Försumma andelen ^99mTc som sönderfaller med ß^-) (10p)

Tillåtna hjälpmedel: Del A: Kemigodkänd räknare, nuklidkarta (utan omslag). Del B: Allt utom lösta exempel. För godkänt betyg krävs minst 40% av maximal totalpoäng.

När Du är klar finns svaren här