Tentamen i Kärnkemi ak den 6 februari 1999 kl 0845 - 1245

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

1. Ange de kemiska beteckningarna för grundämnena astat, americium, prometium och protaktinium. (2p)

2.a) Vilka nuklider ingår i den sönderfallskedja som börjar med ¹⁴⁷La? (3p)
 b) Vilka av nukliderna i a) är isobara? (1p)
 c) Vilka av nukliderna är istopa? (1p)
 d) Vilka är isotona? (1p)
 e) Vilka är isomera? (1p)

3. Hur ändras massan hos en snabb partikel med hastigheten (ekvation) (2p)?

4. Beskriv en anordning för mätning av tjockleken hos rostfri plåt i löpande bana genom strålningsabsorption (skiss och förklaring). (3p)

5. Massöverskotten för ²⁴¹Pu och ²⁴¹Am är 52.9520 och 52.9312 MeV.
 a) Vad är Q-värdet för reaktionen ²⁴¹Pu(ß^-)²⁴¹Am? (2p)
 b) Vad är ß-partiklarnas maximalenergi? (2p)
 c) Hur stor blir dotternuklidens rekylenergi? (2p)

6. Hur beräknas den effektiva ekvivalentdosen? (2p)

7. En proportionaldetektor med tunnt mylarfönster som arbetade på alfa-platån gav 7210 pulser per minut över bakgrund vid mätning på ett punktformigt ²¹⁰Po-preparat placerat på 4 cm avstånd från fönstret. Hur många pulser över bakgrund registreras om avståndet ökas till 12 cm? (2p)

8. Kärnans neutron och protonnivåer bildar energistegar med olika energiavstånd mellan nivåerna.
 a) Vilken stege har störst avstånd mellan nivåerna? (2p)
 b) Varför har den det? (2p)

9. Hur sker energitillförseln till elektroderna i en Widerøe accellerator (skiss och förklaring)? (3p)

10. a)Vilka är de naturliga sönderfallserierna (namn och modernuklid)? (4p)
 b) I vilken av dessa ingår ²²²Rn? (1p)
 c) Hur kan dessa serier påverka isotopsammansättningen hos bly? (2p)

11. Rangordna följande strålslag efter stigande LET-värde vid samma energi: afa, ß, gamma, neutrino (2p)

12. Ett ²⁰⁴Tl-preparat hade aktiviteten 2.7 kBq kl 1200 den 1/12 1995. Den 29/3 1998 mättes preparatet med en GM-detektor varvid 60500 pulser erhölls under 5 minuter. Ett annat ²⁰⁴Tl-preparat med okänd aktivitet mättes strax efteråt med samma detektor (identiska betingelser) under 10 minuter varvid 42800 pulser registrerades. Detektorn gav sedan 1090 pulser under 10 minuter utan något radioaktivt preparat. Vad var aktiviteten (Bq) hos det okända preparatet? (10p).

13. Vid ett sjukhus elueras rutinmässigt ^99mTc från en isotopgenerator. Enligt tillverkaren kan generatorn leverera 800 GBq när den anländer till sjukhuset kl 0600 var måndag morgon. Eluering sker tidigast kl 0800 och tar bara en minut. Eluatet uppsamlas i en flaska med höjd = diameter = 2 cm placerad i en blybehållare med ett centralt hålrum som exakt passar till flaskans yttermått. Hur stor minsta väggtjocklek bör denna ha om man kan tolerera en högsta doshastighet på 2 mSv/h på behållarens yta? (^99mTc har 0.004% av alla sönderfall via ß^-) (10p).

14. Boetten till en "guldklocka", vikt 15.0 g, och ett prov innehållande 1 g rent guld placerades tillsammans under 1 dygn nära en AmBe källa omgiven av paraffin- moderator. Vid mätning av boetten med en HPGe-detektor erhölls 1120 pulser netto i toppen med energin 412 keV (¹⁹⁸Au). Mätningen påbörjades 15.0 minuter efter uttag ur bestrålningsanordningen och skedde under 20 minuter. Guldprovet mättes exakt på samma plats som boetten under 15 minuter med början 90.0 minuter efter uttag. Därvid erhölls 2005 pulser netto i toppen med energin 412 keV. Vad var boettens guldhalt i %? (10p).

15. Vid undersökning av hjärnfunktionen hos ett medvetslöst trafikoffer, kroppsvikt 85 kg, injicerades 200 MBq ^99mTc som NaTcO₄ lösning i en halsven. Uppskatta helkroppsekvivalentdosen om ^99mTc antages vara jämnt fördelat i kroppen omedelbart efter injektionen med en biologisk halveringstid på 24 timmar. Försumma strålning som lämnar kroppen via huden. (10p)

När Du är klar finns lösningarna här