Tentamen i kärnkemi ak den 22 mars 1997 kl 845 - 1245

Del A

1. a) Vilka nuklider ingår i den isobarkedja som börjar med nukliden ¹⁴⁴Cs? (2p), b) Vilka övriga nuklider är döttrar till ¹⁴⁴Cs? (2p), c) Vilka av samtliga nuklider (från a och b ovan) är isotopa? (2p), d) Vilka är isotona? (1p), e) Vilka är isomerer? (1p)

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

3. Hur fungerar ett GM-rör (skiss och kort beskrivning)? (4p)

4. Cesium isotoperna ¹³⁴Cs och ¹³⁷Cs förekom båda i radioaktivt nedfall från Tjernobyl haveriet, men en av dessa nuklider fanns inte i nedfallet från kärnvapenproven i atmosfären. Förklara denna skillnad. (4p)

5. Vilken hastighet (m/s) har en 2 MeV betapartikel? (3p)

6. Hur fungerar isotoputspädningsanalys? (med relevant ekvation) (3p)

7. Massöverskotten för ⁶Li och ⁷Li är 14.0856 MeV och 14.9068 MeV. Vad är den kemiska atomvikten för Li i LiCl som innehåller 80.0 atom% ⁶Li? (4p)

8. Hur beräknas ekvivalentdosen, HT, för ett organ? (4p)

9. Nukliden ²⁰F (t_½ 11 s) sönderfaller under utsändande av ett 1.634 MeV gammakvantum. Man vänta sig ett antal skarpa toppar i gammaspektrum från denna nuklid om det mäts med en HPGe-detektor. Vilka energier och namn har dessa toppar? (4p)

10. Vilka typer av radioaktivt sönderfall leder till isobarer? (Ge reaktionsformler) (4p)

DEL B

11. För att behandla en liten tumör i hjärnan på en patient injicerades 200 MBq ²¹¹At (t_½ 7.21 h, 42% a, 5.868 MeV) i form av en lösning innehållande en tumörsökande antikropp märkt med ²¹¹At. Den biologiska halveringstiden för At i denna form är 20 dygn. Upptag av ²¹¹At i tumören kan anses ske med konstant hastighet. 50% av injicerad antikropp upptas av tumören inom 10 timmar och det som en gång tagits upp i tumören stannar i denna. Vad blir dosekvivalenten till tumörvävnaden om tumörens vikt är 10 gram? (verkan av elektroner och beta-strålning försummas) (10p)

12. För att tillverka 25 MBq av bärarfritt ²⁴Na åt ett kemiföretag skulle 1 g Al-metall (tvärsnitt(n,a)=0.1 b för ²⁷Al(n,a)²⁴Na) bestrålas med neutroner en reaktor. Flödet i den tillgängliga bestrålningspositionen anges till 3x10¹⁷ n/m²s. Hur lång bestrålningstid skall man välja för att kunden skall erhålla beställd aktivitet av ²⁴Na om preparatet når kunden 30 timmar efter bestrålningens slut? (10p)

13. En svets i ett aluminiumrör med 10 cm ytterdiameter och 1 cm väggtjocklek skall kontrolleras med gammaradiografi. Därvid lindar man ett lager av röntgenfilm runt rörets utsida. I röret för man sedan snabbt in en punktformig strålkälla centralt. Hur lång exponeringstid skall väljas om strålkällan innehåller 10 GBq ¹³⁷Cs och filmen behöver en dos på 0.1 Gy för lämplig exponering? (Försumma build-up faktorerna och använd data för total absorption. ¹³⁷Cs leder till utsändning av 0.662 MeV gamma i 85% av alla sönderfall) (10p)

14. Cyklotronen vid NSCL(USA) accellererar ²³⁸U¹⁰⁺-joner till en energi på 525 MeV. Efter passage av ett target mäts en ström från en faraday-kopp på 10 pA. Beräkna strålens intensitet (U-joner/s). (10p).

När Du är klar finns svaren här