Tentamen i kärnkemi för K4 den 1 juli 1995 kl 0845 - 1245

Del A

1. Skriv de fullständiga kemiska namnen på första och sista grundämnet i aktinidserien. (1p)

2. 210 Bi sönderfaller till två serier ac dotterprodukter. a) Ange samtliga nuklider som ingår (2p), b) Hur många av dessa är isomerer? (2p), c) Vilka är isotoner? (2p), d) Vilka är isotopa? (2p)

3a) Varför kan en cyklotron bara accelerera laddade partiklar till ett maskin- och partikelspecifikt högsta energivärde? (2p), b) Hur definieras K-värdet för en cyklotron? (2p)

4. Beskriv principen för en hastighetsselektor (skiss och utförlig förklaring) (5p)

5. Vid olika typer av gasfyllda detektorer används olika typer av gasblandningar. a) Vilka gasfyllda detektorer finns det? (2p), b) Vilken släckgas används normalt i respektive detektortyp? (2p)

6. Den biologiska viktfaktorn, w_R, har följande värden för två olika typer av joniserande strålning: 1 respektive 20. Vilka av de vanliga strålslagen har dessa w_R-värden? (2p)

7. Varför är de flesta stabila nuklider av j-j typ? (4p)

8. Hur beräknas rekylenergin vid de vanligaste radioaktiva sönderfallsprocesserna (ekvationer)? (3p)

9. Hur definieras, a) Massöverskott (ekvation)? (2p), b) Ekvivalentdos (ekvation)? (2p)

10. Följande data uppmättes för kollimerad strålning från ett okänt radioaktivt preparat med hjälp av ett GM-rör känsligt för ß och gamma-strålning och en sats Al-aborbatorer. Beräkna halveringstjocklekar för närvarande strålningstyper. (5p)

Del B

11. Vid undersökning av en patient (vikt 75 kg) som misstänks för inre blödningar efter en trafikolycka injicerades 100 MBq ^99mTcO₄^- (t_½ = 6.02 h) i en artär. Den biologiska halveringstiden för TcO₄^- anges av ICRP till 0.75 dygn. ^99mTc sönderfaller under utsändande av 0.14 MeV gamma-strålning (antag 100% gamma). Hur stor dos fick patienten om Tc anses jämnt fördelat i hela kroppen och strålningsförluster till omgivningen försummas? (10p)

12. En cyklotron levererar ¹⁸O³⁺-joner med energin 30 MeV. Efter ett Au-target (2 µg/cm²) placeras en Faraday-kopp. Under 10 minuters bestrålning med konstant ström uppsamlades 0.11 µC från Faraday-koppen. Gammaspektrometri visade att 10170 Bq ²¹⁰Fr (t_½ = 3.18 min) fanns i target 18 minuter efter bestrålningens slut. Beräkna trärsnittet för den aktuella kärnreaktionen (barn) (10p)

13. Ett prov på nedfallet från Chernobyl 1986 mättes 30 april 1986 med början kl 0650 med en HPGe-detektor. Därvid fanns att provet innehöll 3.3 kBq av ¹³¹I (t_½ = 8.02 d) och 0.24 kBq ¹³³I (t_½ = 20.8 h) vid mätningens början. Om kjedjeutbytena för A=131 och A=133 antages vara 2.9% och 6.7%, samt det kan antagas att reaktorn varit i drift under flera månade, när skedde haveriet? (10p)

14. ²³⁸Pu (t_½ = 87.74 år, n,gamma-tvärsnitt = 547 b och n,f-tvärsnitt 16.5 b) används som kraftkälla i rymdsonder för utforskning av solsystemet. Denna nuklid tillverkas genom bestrålning av ²³⁷Np (t_½ = 2,14x10⁶ år, n,gamma-tvärsnitt = 169 b) i kärnreaktorer. Bildad ²³⁸Np (t_½ = 2.117 d, n,f-tvärsnitt = 2070 b) sönderfaller under och efter bestrålningen till ²³⁸Pu. Bestrålningen antages ske i ett n-flöde på 5x10¹³ n/cm²s. Efter vilken bestrålningstid kan man utvinna mest ²³⁸Pu ur en given mängd ²³⁷Np? (10p)

Tillåtna hjälpmedel: Del A: Valfri kalkylator, nuklidkarta. Del B: Allt utom lösta exempel. För godkänt betyg krävs 50% av maximal totalpoäng.

När Du är klar finns svaren här.