Ioniserende straling en artificiele radioactiviteit

Vak gedoceerd door professor Severijns en professor Neyens

Informatie over examen

Examen is gesloten boek. Afhankelijk van hoeveel personen er examen moeten afleggen zijn de vragen schriftelijk of mondeling. De proffen zijn zoals gewoonlijk zeer vriendelijk.

Examenvragen 24-01-2011

• Ioniserende straling
  • Bespreek welke bijkomende straling er ontstaat wanneer een alfa-deeltje in materie komt en geabsorbeerd wordt. (schriftelijk)
  • Je wil positronen met een energie tussen 300 en 600 keV detecteren. Welke detectors kan je gebruiken. Wat is de beste keuze? (schriftelijk)
  • Geef elektronisch schema dat je zou gebruiken om halfwaardetijd van isomere toestand met halfwaarde tijd 7.2 seconden te meten. Vervalschema zag er als volgt uit:

Dochterkern had 4 geexciteerde toestanden.

---12 s

---3 fs

---7.2

---7fs

---GS

De twee hoogst gelegen toestanden werden bevolkt door betaverval van de moederkern. De hoogst gelegen toestand deexciteerde met gammaverval naar 3 fs en naar de isomere toestand. De 3 fs verviel met gamma naar isomere toestand. Isomere toestand verviel met gamma naar GS en 7fs. 7fs verviel met gamma naar GS

• Artificiele straling
  • Hoe kan je Cr-51 maken. Bespreek de twee kernreacties en geef ook informatie over de zuiverheid en de specifieke activiteit.
  • Bespreek elektrostatische versnellers. Geef verschil tussen tandem en van de graaf.

Examenvragen 21-01-2011

• Ioniserende straling
  • Bespreek welke bijkomende straling er ontstaat wanneer een alfa-deeltje in materie komt en geabsorbeerd wordt. (schriftelijk)
  • Welke detector zou je gebruiken om gamma-straling van 514keV te detecteren? De bron zendt ook positronen uit. (mondeling)
  • Geef het blokschema dat je zou gebruiken om de halfwaardetijd van het rood aangeduidde niveau van een kern te meten. Het vervalschema was gegeven. (mondeling)Bestand:Vraag 3.PNG‎

• Artificiële radioactiviteit
  • Geef en twee methoden om 55Fe te produceren. Welke van beide methoden is het meest geschikt voor een hoge specifieke activiteit en hoge zuiverheid? (schriftelijk)
  • Bespreek de gelijkenissen en verschillen tussen een cyclotron en een synchrotron. Welk zijn de karakteristieke energieën die bereikt worden. (schriftelijk)

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?
  • 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.