Tenta 091024, KP-uppgifter
3.Positronstrålande isotoper används för att studera metabolismer i kroppen med en Positrons
Emmissions Tomografi. Isotopen 11C som används för att syntetisera radioaktiva molekyler som t.ex.
socker tillverkas genom att kvävgas bestrålas med protoner från en cyklotron
14
N+p 11C+a
a) För att kärnreaktionen skall ske bör protonen tränga in i kärnan. Hur hög kinetisk energi bör
protonen ha för att nå in i 14N -kärna. Antag att 14N är i vila innan reaktionen och beakta
rekylen i reaktionen (3p)
b) 11C sönderfaller genom b+. Skriv ut reaktionen och beräkna maximal energi för positronen(2p
4. Bestäm med hjälp av bevarandelagar vilken/vilka partiklar som saknas i sönderfallet och
reaktionen. Nämn genom vilken kraft sönderfallet och reaktionen med högsta sannolikhet sker samt
rita kvarkdiagram. Förklara hur du kommit till ditt val och varför de krafter du uteslutit inte fungerar i
respektive sönderfall och reaktion.
a) c+ + + …
(3p)
Beräkna även livstiden för -mesonen i labsystemet. Antag att all frigjord energi blir till kinetisk
energi för -mesonen
b. - + p 0 + K0 + …
(2p)
6. Tänk dig följande experimentuppställning. Ett gammastrålande radioaktivt preparat som avger
monoenergetiska fotoner med energin 650 keV, ett antal 1 mm tjocka kopparskivor samt en riktigt
bra germaniumdetektor. Experimentet utförs på följande sätt: isotopen och detektorn ställs en bit
ifrån varandra, kopparskivorna läggs en efter en mellan det radioaktiva preparatet och detektorn.
Utan skivor mellan preparat och detektor registrerar detektorn intensiteten 2000 fotoner per
sekund. För varje skiva som läggs till mäter detektorn på nytt intensiteten.
a) Vad som händer när man ökar antalet kopparskivor mellan strålkälla och detektor. Beskriv i text
och med figurer hur intensiteten som detektorn registrerar förändras och hur spektrumet förändras
(2p)
b) Med 5 mm koppar registrerar detektorn 330 fotoner per sekund. Bestäm absorptionskoefficienten
hos koppar (1p)
c) Beskriv utförligt genom vilka processer fotonerna från strålkällan växelverkar i kopparplattorna.
(2p)
