Tentamen i Kärnkemi ak den 19 december 1998 kl. 1415 - 1815

Tillåtna hjälpmedel: Del A: Valfri kalkylator, nuklidkarta Del B: Allt utom lösta exempel

1. Ange de fullständiga namnen på grundämnena Ac, Tc, Pa och Sg. (2p)

2.a) Vilka nuklider ingår i den sönderfallskedja som börjar med ²¹⁰Rn? (2p) b) Vilka av nukliderna i a) är isotopa? (1p) c) Vilka av nukliderna är isobara? (1p) d) Vilka är isotona? (1p)

3. Beskriv en anordning för mätning av tjockleken hos papper i löpande bana genom strålningsabsorption. (2p)

4. Vad menas med massdefekt (ekvation)? (1p)

5. Hur omvandlas doserna till olika organ till en effektiv ekvivalentdos? (2p)

6. Stabiliteten hos atomkärnor varierar enligt u-u < u-j ~ j-u < j-j. Varför? (3p)

7. ^99mTc sönderfaller till ⁹⁹Tc genom utsändning av ett gamma-kvanta med energin 141.0 keV. a) Vad är Q-värdet för reaktionen? (2p) b) Hur stor blir dotternuklidens rekylenergi? (2p) c) Om massöverskottet för ⁹⁹Tc är -8.73244 MeV, vad är då vilomassan hos ^99mTc i u? (2p)

8. Vid uppmätning av gamma-spektrum från ett starkt ⁶⁰Co- preparat med en HPGe detektor observarar man gamma- linjer med energier i keV enligt följande. Förklara vad dessa linjer heter och hur de uppkommer. (5p). a) 8.3, b) 310.5, c) 511.0, d) 663.0, e) 821.5, f) 1173.2, g) 1332.5, h) 1684.2, i) 1843.5, j) 2505.7

9. Vilka krav ingår i begreppet "radiokemisk renhet" för en märkt organisk förening? (1p)

10. Naturligt gallium bestrålas med termiska neutroner under 2 timmar. a) Vilka nuklider bildas? (2p) b) Vilken av produkterna bildas i störst mängd (vikt)? (1p) c) Vilken av nukliderna har störst sönderfallshastighet vid bestrålningens slut? (1p)

11. Förklara begreppet g-värde. (2p)

12. Beskriv hur ett GM-rör fungerar. (3p)

13. Hur fungerar en mass spektrometer (skiss med förklaring) ? (4p)

14. En cancersökande antikropp märks med ²¹¹At (t_½ 7.214 timmar, E_alfa 5.868 MeV, 41.7% alfa, resterande sönderfall sker via elektroninfångning). Om 50 MBq märkt antikropp injiceras i blodet och tas upp av en tumör (vikt 20 g) med en konstant relativ hastighet (fördubblingstid 2 timmar) vad blir totala dosen till hela tumören (Sv) (försumma dosen från elektroner)? (10p)

15. En superledande cyklotron levererar ²³⁸U²⁰⁺ joner med energin 30 MeV/u. Efter target placeras en Faraday-kopp. Under en 15 minuters bestrålning uppsamlades 10 mC från denna kopp. Beräkna medelflödet av ²³⁸U-joner under bestrålningen med hänsyn till de uppsamlade jonernas genomsnittsladdning (st/sekund). (10p)

16. För att bestämma platinahalten i ett smycke, vikt 7.3 g, bestrålades detta under 5 timmar med termiska neutroner från en AmBe källa omgiven av paraffin-moderator. Efter bestrålningens slut väntade man några minuter innan smycket mättes med en HPGe-detektor. Mätningen påbörjades 10.0 minuter efter uttag ur bestrålningsanordningen och skedde under 40 minuter. Därvid registrerades 2570 pulser i en topp med energin 543 keV. Tillsammans med smycket bestrålades 1.0 g rent platina i samma position. Detta prov mättes i samma geometri som smycket under 4.0 minuter med början 5.5 minuter efter uttag. Därvid erhölls 3105 pulser netto i toppen med energin 543 keV. Vad var smyckets platinahalt (i vikts %)? (10p)

17. Vid ett universitet diskuterar en grupp forskare möjligheten att försöka syntetisera grundämne 116 genom att bestråla en target av ²⁴⁸Cm med ⁴⁸Ca-joner. a) Vilken är den lägsta energi av sådana joner som kan ge kompoundkärnreaktioner i targetmaterialet? (6p) b) Om kalciumjonerna har en jonladdning på 10+, vilket K-värde måste då en cyklotron minst ha för att kunna användas i ett sådant experiment? (4p)

När Du är klar finns lösningarna här