TENTAMEN I TILLÄMPAD KÄRNKEMI DEN 27 MAJ 1992

1. Naturligt uran innehåller 0.0054% ²³⁴U, 0.72% ²³⁵U, och resten ²³⁸U. Beskriv hur och varför halten ²³⁴U ändras i produkten vid framställning av 3% anrikat uran med gasdiffusion om halten ²³⁵U i avfallsprodukten ändras från sitt normala värde (0.25%). (max 5p)

2. Mass-spektrometri på bly som isolerats från ett prov på djuphavs sediment visade förekomst av ²⁰⁴Pb, ²⁰⁶Pb och ²⁰⁷Pb i förhållandena: ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 21.5; ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb = 16.0. Beräkna åldern på sedimentet. (max 5p) Uppgiften behandlar ett avsnitt som inte längre ingår i denna kurs.

3. Bör en reaktor av säkerhetskäl drivas som ett underkritiskt system, som ett fördröjt kritiskt system eller som ett prompt kritiskt system? Motivera svaret. (max 4p)

4. Ett neutronflöde antages ha konstant intensitet i energiintervallet 0.1 - 0.5 eV oberoende av energin. Naturligt guld har ett (n,gamma) tvärsnitt på 98.8 b vid 2200 m/s. Antag att detta tvärsnitt följer 1/v-lagen. Vad är det effektiva medeltvärsnittet i detta neutronflöde inom det givna energiintervallet? (max 5p)

5. Hur och varför flyttas bränslepatroner mellan olika positioner i härden på en kokvattenreaktor vid årlig omladdning med nytt bränsle? (max 4p)

6. Hur ändras jonradien inom aktinidserien vid ett konstant oxidationstal? Varför? (max 4p)

7. Hur ser flödeschemat ut för en vanlig version av PUREX-processen? Vilka för och nackdelar finns vid användning av Fe(II) respektive U(IV)? (max 4p)

8. Beskriv kortfattat tänkbara för och nackdelar hos de tre metoder som är tänkbara kandidater för slutlagring av utbrännt kärnbränsle från svenska kärnkraftverk? (max 4p)

9. En pinne med diametern 1.2 cm i en bränslepatron drivs med en linjär effekt på 22 W/cm. Höljesröret av zircaloy-2 har en väggtjocklek på 1 mm och värmeledningsförmågan 0.16 W cm^-1 K^-1. Bränslet utgöres av UO₂ med en täthet på 10.5 g/cm² och en värmeledningsförmåga på 0.033 W cm^-1 K^-1. Försumma temperatursprånget i gapet mellan hölje och bränsle. Vad blir centertemperaturen om kylmedlet har temperaturen 257^oC och denna antages 3^oC lägre än pinnens yta? (max 5p)

Tillåtna hjälpmedel: Nuklidkarta och kalkylator. För godkänt krävs 40% av maximal poäng.

När Du är klar finns lösningarna här