Facit och bedömningsmall

Facit och bedömningsmall
1. Nuklidkartan (12p)
Stabila nuklider: i början N=Z, sedan för ca Z>20 blir N>Z och kurvan böjer av. Jämna
värden på N eller Z ger ofta flera stabila nuklider. (2)
Alfa: de allra tyngsta nukliderna
Beta minus: Nuklider strax till vänster och över stabila dalen, alltså med för många neutroner
Beta plus: Nuklider strax under och till höger om stabila dalen, alltså med för många
protoner.(3)
N


-
+
Z
(3)
Om kärnan klyvs så att neutroner och protoner fördelas någorlunda proportionellt mellan de
två dotterkärnorna, så kommer dessa att ligga på den räta linjen från moderkärnan till origo.
Eftersom stabila linjen böjer av (och eftersom tunga kärnor har större neutronöverskott än
medeltunga) kommer döttrarna att ligga på den neutronrika sidan av stabila linjen och alltså
vara beta-minus aktiva. De hamnar långt från stabila linjen och har därför kort halveringstid.
(4)
2. Gammaspektroskopi (12p)
Beräkning av halveringstid.
Identifiering
Aktivitet (ej korrigerad för detektorns effektivitet)
218932 1
s  3711s 1
59
44899 1
A
s  374 s 1
120
t  20h  11 min  72660 s
A0 
A  A0 e t
e  t 
A
A0
 t  ln
A
A0
1
t
   ln
T1 / 2 
ln 2

A
1
374

ln
 3,157  10 5
A0
72660 3711
 2,195  10 4 s  6,1h
(9)
Nukliden bör vara 99mTc (3)
3. Joniserande strålning (18p)
Följande faktorer bör behandlas:
 Utsläppt ämne
 gasformigt - inandning
 vattenlösligt - regnar ned - kommer in i ekosystem
 Typ av strålning,   ,
 räckvidd
 olika konsekvenser vid intern resp extern bestrålning
 Energi på strålningen
 Halveringstid
 fysikalisk
 biologisk
 samband med aktivitet, liten T - hög aktivitet etc
 Mängd utsläpp
 Spridning, vind, väder
 Skydd - inomhus, jodtabletter etc
 Avstånd
 från utsläpp
 från nedfall
 Exponeringstid
Ungefärliga kriterier
1-2
Nämner 1-2 faktorer
3
Nämner minst 3 faktorer
4-9
Nämner minst 3 faktorer och något om hur de inverkar
10-13 Nämner de flesta faktorerna och för resonemang om hur de inverkar
14-18 För ett utförligt resonemang kring alla väsentliga faktorer
4. Gammastrålning (12p)
Fotoeffekt (2)
Comptoneffekt (2)
Parbildning (2)
Beroende av fotonenergi och bestrålat material (2)
Exponentiell attenuering. Halvvärdestjocklek (4)
5. Radioaktivt sönderfall /(14p)
a) 1327Al (2)
b) Magnesiumkärnan avger en elektron (beta-minus) och en antinutrino, varvid
kärnan övergår till 1327Al. Dotterkärnan skapas i ett av två möjliga exiterade
tillstånd, med 30% resp 70% sannolikhet. Betastrålningen har en kontinuerlig
energifördelning upptill den maxenergi som anges vid pilarna. Se vidare fråga e.
(4)
27
27
c) 12
Mg 13
Al      (2)
27
27
Mg )  m(13
Al )]  (26,98435  26,98154)  931,3 MeV  2,62 MeV
d) Q  mc 2  [m(12
(3)
e) Den exiterade dotterkärnan deexiteras via gammastrålning. Möjliga energier 1,02
MeV; 0,83 MeV; 0,19 MeV (om deexitationen sker i två steg) (3)
6. Akustik och hörsel (12p)
a)
Hörseltröskeln, åldersbetingad hörselnedsättning, hörnivåkurvor. (4)
b) (4)
70  10 lg
I
I
I
 7  lg 12  107  12  I  10 5 W/m 2
12
10
10
10
b) (4)
I  10 5 W/m 2  10 I  10 4 W/m 2  LI  10 lg
10 4
 10 lg 108  80 dB
12
10