Ioniserende straling en artificiele radioactiviteit

Vak gedoceerd door professor Severijns en professor Neyens

Informatie over de puntenverdeling

• 4 punten op een presentatie in december over een bepaald topic uit het handboek
• 4 punten op het verslag van een practicum ivm detectoren
• 6 punten op het examen over het deel gedoceerd door prof. Severijns
• 6 punten op het examen over het deel gedoceerd door prof. Neyens

Examenvragen 12-01-2009

• Ioniserende straling
  • Welke detector zou je gebruiken om positronen met een energie van 500 keV te detecteren? Hou er rekening mee dat je bron ook 511 keV annihilatiefotonen uitzendt. Je wilt ook een goede resolutie van je beta-spectrum. Motiveer je keuze.
  • Geef het elektronisch schema voor een opstelling die de halfwaardetijd van een geëxciteerde toestand kan meten. (Er werd een schema gegeven: Atoom Z heeft een halfwaardetijd van 8.1 uren en kan naar 3 verschillende geëxciteerde niveaus van atoom Y vervallen. Gevraagd was om de halfwaardetijd van een toestand van Y met E = 220 keV te meten). Alle deëxcitaties van atoom Y gebeuren door fotonemissie.
• Artificiële radioactiviteit
  • Geef 2 types kernreacties waarmee je ⁵⁵Fe kan bekomen. Welke is de beste methode? Motiveer je antwoord.
  • Bespreek de kwantitatieve aspecten van de productie van radioisotopen via neutronvangst.

Examenvragen 15-01-2010

• Ioniserende straling: bijna identiek aan vorig jaar
  • Je hebt een beta-plus vervaller als bron die een gamma's uitzend met een energie van 514 keV. Welke detector gebruik je en waarom? Antwoord: Omdat je ook 511 keV annihilatiestraling hebt, moet je detector een zeer goede resolutie hebben -> halfgeleiderdetectoren. Om ook een behoorlijke efficientie te verkrijgen, gebruik je Ge (hogere Z dan Si). Dus een HPGe-detector.
  • Geef het elektronisch schema voor een opstelling die de halfwaardetijd van een geëxciteerde toestand kan meten. Het vervalschema wordt gegeven. Antwoord: Je moet het tijdsverschil opmeten van het ogenblik dat het element in die bepaalde geëxciteerde toestand te recht komt (met emissie van een bepaalde gamma) en wanneer die die toestand verlaat (emissie van andere gamma). Gaat blijkbaar best door gebruik te maken van twee detectoren. In je schema moet een trage en snelle tak zitten, waarbij de trage de gate opent van de snelle bij een gepaste opgemeten energie. Let op dat het opgemeten tijdsverschil een exponentieel verval (en geen piek!) vertoont met een tijdsconstante ~ halwaardetijd.
• Artificiële radioactiviteit
  • Geef 2 types kernreacties waarmee je ⁵¹Cr kan bekomen en bespreek de kenmerken van die kernreacties. Ook met betrekking tot de specifieke activiteit van het product.
  • Bespreek het werkingsmechanisme van elektrostatische versnellers. Wat is het verschil tussen een Van de Graaff en een tandem versneller? Verwacht bijvragen over mogelijke toepassingen en grootte-ordes van de opgewekte energieën.