Tentamen i kärnkemi ak den 18 januari 1997 kl 845 - 1245

Del A

1. Ange första och sista nuklid i de långa naturliga sönderfallsserierna. (4p)

2. Vilka av aktinidseriens grundämnen har (V) som mest stabila oxidationstillstånd i svagt sura och luftade vattenlösningar? (2p)

3. I romanen "The Gods Themselves" beskriver professor Isaac Asimov hur intelligenta varelser i ett annat universum stjäl stabil volfram från jorden. Efter att ha utvunnit energi genom att omvandla ¹⁸⁴W till ¹⁸⁴Pu återförs ¹⁸⁴Pu till vårt universum, där Asimov påstår att ¹⁸⁴W återbildas kvantitativt genom radioaktivt sönderfall. a) Skissera den troliga sönderfallskedjan för ¹⁸⁴Pu. (4p), b) Vilka stabila slutprodukter erhålles i verkligheten från ¹⁸⁴Pu? (3p)

4. En forskare beställer bärarfritt ¹⁶¹Tb från en producent av radioisotoper. Vilken är den enklaste kärnreaktion som kan användas för att producera det beställda preparatet. (3p)

5. Vilken hastighet (m/s) och kinetisk energi (eV) har en termisk neutron? (2p)

6. Hur beräknas doshastigheten på ett givet avstånd från ett punktformigt preparat av en gammastrålare? (4p)

7. Massöverskotten för ²³⁵U och ²³⁸U är 40.9155 MeV och 47.3060 MeV. Vad är den kemiska atomvikten för uran i uranylnitrat som framställts från avrikat uran innehållande 0.25 atom% av ²³⁵U (resten är ²³⁸U)? (4p)

8. Hur beräknas effektivdosekvivalenten, H_E? (4p)

9. Halveringstiden för ^108mAg är 127 år. ^108mAg sönderfaller i 91% av fallen genom elektroninfångning till ¹⁰⁸Pd. Resten sönderfaller via gamma utsändning till ¹⁰⁸Ag. Vad är de partiella halveringstiderna för de två vägarna? (4p)

10. Vilka typer av radioaktivt sönderfall är vanliga? (Ge reaktionsformler) (6p)

DEL B

11. En större mängd (50 mg) av ²⁴¹Am₂O₃ skall sändas till en tillverkare av rökdetektorer. ²⁴¹Am utsänder ett gammakvanta på 60 keV vid varje alfasönderfall. Oxiden förpackas först i en sfärisk kvartsampull med 1 cm diameter. Frakten skall ske i ett kubiskt paket med ytterdimensionen 20x20x20 cm. Dimensionera ett lämpligt blyskydd som passar in i paketet, väger minst möjligt och ger 20 µSv/timme som högsta stråldos någonstans på paketets utsida. (10p)

12. En tunn Al-target bestrålades med ²³⁸U joner av GeV energi. Rekylerande produkter uppsamlades i framriktningen. Genom gamma-spektroskopi med en HPGE-detektor bestämdes intensiteten hos en gamma-linje med energin 140.47 keV. Denna härstammar från ^99mTc (87,2% av alla ^99mTc-sönderfall; 99.996% av ⁹⁹Mo sönderfaller till ^99mTc). Beräkna ur följande data hur många atomer ⁹⁹Mo som fanns vid bestrålningens slut. (10p)

13. En blandning som innehåller ¹⁴C och ³⁶Cl skall mätas i en vätskescintillationsräknare med hjälp av utsänd Cerenkov-strålning. Provet består av en blandning av etanol (brytningsindex 1.3611) och tri-brom-metan (brytningsindex 1.5976). Brytningsindex antages proportionellt mot volymbråken av respektive komponent. Vilken sammansättning skall väljas så att ß^- från ³⁶Cl detekteras med högsta möjliga verkningsgrad medan inga ß^- från ¹⁴C detekteras? (ange svaret som vol% av respektive komponent) (10p)

14. Fisk från en insjö innehåller i genomsnitt 10 kBq/kg av ¹³⁷Cs. Hur många kg av sådan fisk kan en normal person förtära per månad så att gällande gränsvärde för intaget av ¹³⁷Cs precis uppnås (övrigt Cs-intag försummas)? (10p)

När Du är klar finns svaren här