Tentamen i kärnkemi ak den 4 april 1998


DEL A

1. 152Dy (t½ 2.4 h) inleder en kort sönderfallskedja. a) Vilka nuklider ingår i denna? 2p), b) vilka av dessa är isotoner? (1p), c) vilka är isobarer? (1p), d) vilka är isomerer? (1p)

2. Ett radioaktivt preparat som innehåller 137Cs utsänder gammastrålning. a) Rita sönderfallsschemat för 137Cs (3p), b) Förklara med hjälp av detta hur gammastrålningen uppkommer (2p), c) vad är gammaenergin i MeV (1p).

3. Vad menas med återspridning av beta-partiklar? (2p)

4. I vatten tillverkat genom förbränning av anrikad vätgas är isotopbråket för 2H 80%. Vad är vattnets molvikt? (3p)

5. Gör en skiss över hur gammaspektrum från 60Co skulle se ut om det mättes med en högupplösande HPGe-detektor och ange orsaken till de olika delarna i detta spektrum. (4p)

6. De beta-partiklar som utsänds vid sönderfall av 90Y har maximalenergin 2.3 MeV. Vad blir maximala rekylenergin hos dottern? (4p)

7. Den supraledande cyklotronen vid MSU har ett K-värde på 1250. Till vilken högsta energi kan denna accelerera 238U20+-joner (MeV)? (3p)

8. Hur definieras begreppet radiokemisk renhet för en märkt molekyl? (4p)

9. Vilka valenstillstånd kan uran ha i vattenlösningar under olika redoxförhållanden? (4p)

10. Ett av de tyngsta grundämnena har fått sitt namn efter nobelpristagaren G.T. Seaborg. Vilket atomnummer har detta? (2p)

11. Vad är ALI för något? (3p)


DEL B

12. För att mäta blodvolymen i huvudet hos en person med svåra hjärnskador injicerades ca 10 MBq 99mTcO4- i en ven. Antag att perteknetat dels stannar kvar i blodet, dels utsöndras med urinen. Mängden 99mTc i huvudet mättes 30 minter senare med en kollimerad detektor till 400 kBq. Ett blodprov togs samtidigt med mätningen och mättes 3 timmar senare varvid specifika aktiviteten befanns vara 716 Bq/ml. Vad var blodvolymen i huvudet? (10p)

13. Jod förekommer hos människa praktiskt taget bara i sköldkörteln, som normalt väger 50 gram. Jod har en biologisk halveringstid på 140 dygn. I radioaktivt avfall förekommer den långlivade jodisotopen 129I (t½ 1.57x107 år). Vid ett sönderfall utsänds i genomsnitt 25 keV gammastrålning och 14 keV betastrålning. Antag att all denna lågenergetiska strålning stoppas i sköldkörteln. Om en person förtär 1 kBq av 129I och all jod tas upp momentant av kroppen, vilken ekvivalentdos till sköldkörteln erhålles (Sv)? (10p)

14. Ett prov på nedfallet från Chernobyl 1986 mättes 30 april 1986 med början kl 0700 med en HPGe-detektor. Därvid fanns att provet innehöll 6.6 kBq av 131I (t½ 8.02 d) och 0.50 kBq 133I (t½ 20.8 h) vid mätningens början. Om kedjeutbytena för A=131 och A=133 antages vara 2.9% och 6.7%, samt det kan antagas att reaktorn varit i drift i flera månader, när skedde haveriet? (10p)

15. En kärnkemist planerar att flytta en 241Am-källa på 100 GBq avsedd för röntgenfluorescensmätningar från en strålskärmad behållare till avsedd plats i mätdonet. Han tänker använda en lång tång. Flera prov med ett annat föremål har visat att operationen tar 60 s. Vilken är den längd mellan tångens gripklo och dess handtag som behövs för att hans hand skall få en dos på 0.05 mSv? Källan är så utformad att alfastrålningen stoppas av ytterhöljet. Försumma verkan av luften mellan Am-källan och handen. 241Am utsänder 60 keV gammastrålning i 36% av alla sönderfall. (10p)

När Du är klar finns lösningarna här


(Updated 1999-01-17)