Facit - Malmö högskola

Facit
Tentamen i Miljöfysik, fristående kurs,
Delkurs Strålning, fält och vågor, 4p
010522 kl 17.15-20.30
1 Radioaktivitet och dos (6p)
Begrepp som bör behandlas:
Stråltyp, alfa, beta, gamma
Glesjoniserande – tätjoniserande
Absorberad dos, ekvivalent dos, viktfaktor (kvalitetsfaktor)
Extern-intern bestrålning
Energi på strålningen
Avstånd
Ev strålskydd
Exponeringstid
Halveringstid – fysikalisk, biologisk
2 Halvvärdestjocklek (6p)
Räknehastighet / pulser per
minut
Halveringstjocklek, facit
800
700
600
500
400
300
200
100
0
y = 679,12e-0,1302x
0
5
10
15
Blytjocklek / mm
Halvvärdestjockleken x1/2 ges av:
Tentamen i Miljöfysik, delkurs Strålning, fält och vågor, 4p, 010522
Malmö Högskola, Lärarutbildning, Mats Areskoug
1
679
 679 e 0,1302x1 / 2
2
1
 e 0,1302x1 / 2
2
1
ln  0,1302 x1 / 2
2
1
ln
2
x1 / 2 
 0,1302
x1 / 2  5,3 mm
Med 20 mm bly bör räknehastigheten bli:
R  679e 0,130220  50 pulser per minut
3 Radioaktivt sönderfall (7p)
4
Th142  228
88 Ra 140  2  2  Q
232
90
40
19
40
K 21  20
Ca20  10 e0    Q
37
19
37
K18 18
Ar19  10e0    Q
Q  ( M Th  M Ra  M  )c 2  (232,038124  228,031139  4,002604)  931,3 MeV  4,08 MeV
Q  ( M K  M Ca )c 2  (39,964000  39,962589)  931,3 MeV  1,31 MeV
-partikeln får nästan hela energin själv (en liten del blir rekylenergi hos dotterkärnan). Om
sönderfallet sker till exiterad nivå delas energin mellan  och .
-partikeln delar sin energi med neutrinon. Betaspektret blir därför en bred fördelning med en
högsta energi som ges av Q-värdet.
4 Bindningsenergi (6p)
Bindningsenergi E är den energi som måste tillföras för att plocka isär en kärna till lösa
partiklar. Omvänt frigörs denna energi som gammastrålning om kärnan sätts samman av
separata partiklar. Eftersom energi frigörs, så minskar också kärnans massa. Massdefekten
M är skillnaden i massa mellan lösa partiklar och kärnan.
Dessa båda är olika mått på samma sak, och förhåller sig till varandra enligt Einsteins formel:
Tentamen i Miljöfysik, delkurs Strålning, fält och vågor, 4p, 010522
Malmö Högskola, Lärarutbildning, Mats Areskoug
2
E=M c2.
Brant stigning från noll till 8 MeV då A ökar från 0 till 60.Sedan långsamt avtagande mot ca 7
MeV vid A=240.
Eftersom bindningenergin ökar både då man sätter samman två små kärnor och då man klyver
en tung, frigörs energi i båda fallen.
För fission handlar det om att frigöra ca 0,8 MeV per nukleon, dvs 0,8240 MeV = ca 200
MeV
5 Sönderfallsschema (2p)
Möjliga alfa-energier 7 MeV, 6,2 MeV och 5 MeV
Möjliga gammaenergier 2 MeV, 1,2 MeV och 0,8 MeV
6 Optisk fiber (2p)
Diskussion kring totalreflektion längs fiberns yta exemplifierad med någon beräkning.
7 Buller och hörselnedsättning (5p)
L  10  lg
I
I0
I1  I 0 109, 2
ger

I 2  I 0  109,5
och
som
tillsammans
ger

I1  I 2  I 0  109, 2  109,5  I 0  109, 68 och därmed ljudnivån 97 dB
Många konsonanter speciellt väsljud innehåller frekvenser upp till ca 10 kHz med hög
intensitet. Hörselskador drabbar ofta så att känsligheten för höga frekvenser minskar. Då
minskar också möjligheten att uppfatta och urskilja många av de vanligaste språkljuden.
Tentamen i Miljöfysik, delkurs Strålning, fält och vågor, 4p, 010522
Malmö Högskola, Lärarutbildning, Mats Areskoug
3