Tentamen i Kärnkemi ak den 18 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 ²⁴¹Pu leder till bildning av ²³⁷Np. a) Vilka grundämnen förekommer i dessa korta 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 elektron med hastigheten? (3p)

4. Beskriv en anordning för beröringsfri mätning (genom strålningabsorption) av nivån i en tank för sedimentering av slam (skiss och förklaring). (4p)

5. När högenergetiska partiklar i kosmisk strålning träffar jordens atmosfär förintas dessa. Vad är de huvudsakliga slutprodukterna? (2p)

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

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

8. Hur sker energitillförseln till de accelererande jonerna i en cyklotron? (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 förintelsestrålning: skandium, vismut, järn, beryllium. (2p)

11. Hur fungerar en hastighetsselektor (skiss med förklaringar)? (4p)

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 0.12 T. Man vill analysera isotopsammansättningen i ett prov på anrikat argon 38 med denna apparat. Hur stort blir avståndet (vinkelrätt mot rörelseriktningen) mellan centrum på linjerna från Ar⁺-joner med masstalen 38 och 40 efter 180^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 utvecklade 51 W elektrisk energi 20 år efter start från jorden vid en termisk verkningsgrad på 5%. Hur många kg PuO₂ innehöll ett sådant batteri vid start från jorden? (10p)

15. Hur stor är kvoten hos ³⁷Cl mellan tvärsnittet för 2200 m/s neutroner och kärnans geometriska träffyta? (5p)

16. Vad blir doshastigheten (Gy/timme) 3 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 nära jämvikt vill man hindra ⁹⁰Sr att störa mätningen av b^- från ⁹⁰Y genom att täcka preparatet med en aluminiumfolie. Hur tjock bör denna vara? (10p)

När Du är klar finns lösningarna här.