Projekt Kernefysik.
incl. supplerende opgaver


Frederik og Anders
Elementarpartikler.
Opdagelsen af top quarken.

Annoncering af observation af top-quarken
Opgave i at finde top-quarkens masse
Teori for topkvarkens dannelse.

Laura og Terese
Neutronens opdagelse.
Hvem opdagede neutronen, hvornår og hvordan?

Gør rede for beregningen af neutronens masse, herunder: argumenter for at ét af leddende kan ignoreres.



Mette og Sakti
Fission.

Opdagelse og mekanisme. Atomkraft. Atombomber. Hvordan virker det?
Hvorfor er atomkaftværker risikobetonede?

0) Vis et par exempler på mulige fissionsprocesser af U-235.
For at en fissionsproces kan forløbe som kædeproces skal man have samlet en vis mængde spalteligt stof.
1) Hvorfor. Hvad sker der, hvis mængden af spalteligt stof er for lille? Hvad hvis den er meget stor?
2) Beregn hvor meget (rent) naturligt uran man skal have for at en kædeproces kan gå i gang.
Dette kan (mereellermindre) besvares ved hjælp af følgende delspørgsmål:
a) Hvad forstås ved tværsnittet for en proces og hvor stort er det for absorption af hurtige neutroner i U-235?
    (se cross-section )
b) De neutroner, der frigøres ved en spaltning af U-235 er hurtige neutroner. Hvorfor?
c) Beregn halveringstykkelsen for absorption af hurtige neutroner i naturligt uran (idet vi ser bort fra U-238 kernerne).
d) Hvor meget vejer en kugle af naturligt uran med denne radius?
3) Hvis vi tager halveringstykkelsen som middelvejlængde (hvilket er ca. rigtigt), hvor lang tid går der så (i middel) fra en neutron frigøres til den forårsager en ny fission?
4) Hvis de neutroner, der frembringer en ny fission, udgør 1,1 pr. fissionsproces, hvor lang tid går der så, før alle U-235 atomer i ovennævnte kugle er fissioneret?


Kasper og Martin
Fusion.
Status for fusionsenergiens udnyttelse.

Vurdér hvor høj temperatur, der skal til for at der kan ske brint-brint fusion.
(De to kerner skal overvinde frastødningskraften så meget, at de kan røre hinanden)


Nadia
Strålehygiejne.
Hvor kommer baggrundsstrålingen fra?  Hvor meget skal der til for at det er farligt? Hvordan kan man beskytte sig mod risiko?

1) Vurder hvor farligt det er at arbejde med radioaktive kilder, beregnet til skolebrug. Beregn en relevant dosis og sammenlign med baggrundsstrålingen (jvnf. Fysikkens Verden 2, side 198, opg. 1.1).
Under fremlæggelsen blev nævnt problemet med Radon i boliger og med indtagelse af forarmet Uran (ved krigsskulepladser hvor dette er blevet spredt). I forbindelse med sidstnævnte:
2) Hvor meget forarmet uran (U-238) skal man spise (indånde) for at man derved fordobler baggrundsstrålingen?



Eliza og Goran
Nuklearmedicin.
Exempel (exempler) på udnyttelse af radioaktiv bestråling i medicinen.


Det radioaktive nuklid Cr-51 (chrom) benyttes til nyrefunktionsundersøgelser. Cr-51 har halveringstiden 27,8 døgn og henfalder til et stabilt nuklid.
Et præparat med dette nuklid har på fremstillingstidspunktet kl. 10 en aktivitet på 3,7 MBq. Præparatet anvendes kl. 13 samme dag.
a) Bestem præparatets aktivitet på anvendelsestidspunktet.
b) Hvad er massen af den mængde Cr-51, der findes i præparatet på fremstillingstidspunktet?
Præparatet indsprøjtes i en blodåre, hvor det blandes med blodet og efterhånden udskilles gennem nyrene. Over en periode på to timer udtages blodprøver med en halv times mellemrum. Tabellen viser aktiviteten af lige store mængder blod fra de forskellige blodprøver.

Prøven er udtaget
Aktivitet / Bq
kl. 13:30
5,5
kl. 14:00
3,6
kl. 14:30
2,5
kl. 15:00
1,7
kl. 15:30
1,15

c) Beregn den brøkdel af præparatets indhold af Cr-51, der udskilles gennem nyrene pr. sekund.