Tentamen i Kärnkemi ak den 17 december 1999

Del A

1. Det finns radioaktiva sönderfall som leder till utsändning av monoenergetisk joniserande strålning? Vad är detta för strålslag? (2p)

2. Grenat sönderfall av ²¹⁰Bi leder till korta sönderfallskedjor. a) Vilka grundämnen förekommer i dessa kedjor? (3p) b) Vilka av nukliderna är isobara? (1p) c) Vilka av nukliderna är isotopa? (1p) d) Vilka är isotona? (1p) e) Vilka är isomera? (1p)

3. Hur ändras massan hos en positron med hastigheten? (3p)

4. Beskriv en anordning för beröringsfri mätning (genom strålningabsorption) av nivån i en silo för krossad järnmalm (skiss och förklaring). (4p)

5. Muoner förekommer ständigt på jordens yta. Varifrån kommer dessa? (2p)

6. Ett index för potentiell farlighet hos radioaktivt avfall bygger på ALI-värden för inhalation. Hur beräknas denna typ av index? (2p)

7. Vid vilket masstal är atomkärnorna mest stabila? (2p)

8. Hur och när sker energitillförseln till jonerna i en synkrotron? (skiss och förklaring)? (4p)

9. 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)

10. Rangordna följande grundämnen med avseende på deras förmåga att stoppa b-strålning: aluminium, vismut, krom, beryllium. (3p)

11. Varför används en hastighetsselektor vid massanalys? (3p)

12. Uran har i ett oxidationstillstånd joner i vattenlösning som inte är sfäriskt symmetriska. a) Vilket är detta oxidationstillstånd? (2p) b) Vilken form har dessa joner? (2p)

Del B

13. En masspektrometer har en accelerationsspänning på 2 kV och en analysmagnet med fältstyrkan 0.15 T. Man vill analysera isotopsammansättningen i ett prov på xenon med denna utrustning. Hur stort blir avståndet (vinkelrätt mot rörelseriktningen) mellan centrum på linjerna från Xe⁺-joner med A=134 och 136 efter 90^o avböjning? (10p)

14. En modul av det nuklidbatteri som användes i Pioneer sonderna tillverkades av isotoprent ²³⁸Pu (t_½ = 87.74 år, E_a = 5.5 MeV) och måste ge 40 W elektrisk energi 20 år efter start från jorden vid en termisk verkningsgrad på 2.5%. Hur många kg PuO₂ innehöll ett sådant batteri vid start från jorden? (10p)

15. Hur stor är kvoten hos ¹⁰⁴Ru mellan tvärsnittet för 2200 m/s neutroner och kärnans geometriska träffyta? (5p)

16. Vad blir doshastigheten (Gy/timme) 4 m från en liten volym ¹³⁷Cs-lösning som innehåller 1 GBq? Försumma absorptionen i luft och build-up faktorn. (5p)

17. Vid mätning av b^- från ett preparat som innehåller ⁹⁰Sr och ⁹⁰Y i störd jämvikt vill man hindra ⁹⁰Sr att påverka mätningen av b^- från ⁹⁰Y genom att täcka preparatet med en aluminiumplåt. Hur tjock bör denna vara? (10p)

När Du är klar finns lösningarna här.