Perustehtävät (501–517)
Tehtävä 501
Ydinfissioreaktiossa vapautuu keskimäärin 203 MeV energiaa. Olkiluoto 3 voimalaitoksen teho on 1,72 GW. Voimalaitoksen hyötysuhde on 0,37. Kuinka suuri massa uraani-235-isotooppia hajoaa fissioreaktioissa yhden vuoden aikana?501
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 502
Hiilisyklissä hiili-12-isotoopista syntyy eri vaiheissa typpeä ja happea. Syklin viimeisessä vaiheessa typpi muuttuu takaisin hiili-12-isotoopiksi. Syklin aikana vety-ytimiä on muuttunut heliumiksi. Hiilisyklin viimeisessä vaiheessa tapahtuu reaktio
[[$_{\,\,7}^{15}\text{N}+{_1^1\text{H}}\rightarrow{_{\,\,6}^{12}\text{C}}+{_2^4\text{He}}$]]
Kuinka paljon energiaa vapautuu syklin viimeisessä reaktiossa?
502
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 503
Fuusiovoimalassa aiotaan käyttää polttoaineena deuteriumia ja tritiumia. Reaktioyhtälön
[[$ \quad ^{2}_{1}\textrm{H}+{^{3}_{1}\textrm{H }}\rightarrow \textrm{ } ^{4}_{2}\textrm{He}+^{1}_{0}\textrm{n} $]]
mukaisesti reaktiotuotteina on heliumia ja neutroneja. Kuinka paljon tritiumia vaaditaan kattamaan Suomen vuotuinen energiantarve, joka on noin [[$ 1,3 \cdot 10^{18} $]] J?
503
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 504
a) Mihin perustuu ydinvoimassa syntyvän radioaktiivisen jätteen haitta?
b) Miten radioaktiivinen jäte on tarkoitus käsitellä Suomessa?
504
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 505
a) Miksi fissio on saatu valjastettua sähköntuotantoon, mutta fuusiota ei?
b) Miksi fuusio olisi fissiota parempi tapa sähköntuotantoon, jos a-kohdan ongelmat saataisiin ratkaistua?
505
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 506
Tehtävä 507
Mitä tarkoittavat säteilysuureet
- absoboitunut annos
- ekvivalentti annos
- efektiivinen annos?
Voit käyttää apuna STUK:n sivustoa, jossa on säteilyyn liittyvää sanastoa.
507
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 508
Kivimateriaalin matkavaimennuskerroin gammasäteilylle on 0,25 1/cm.
a) Laske, kuinka suuri prosentuaalinen osuus gammasäteilystä läpäisee 8,0 cm paksun kiviseinän.
b) Kuinka paljon kyseistä materiaalia vaadittaisiin, jotta 99% gammasäteilystä ei pääsisi sen läpi?
508
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 509
Gammalähteen säteilyä mitattiin geiger-mittarilla neljän senttimetrin etäisyydellä. Minuutin aikana kertynyt pulssimäärä oli 834. Tämän jälkeen lähteen ja mittarin väliin asetettiin 2,0 cm paksu alumiinilevy. Alumiinilevyn läpi havaittiin säteilyä 583 pulssia minuutissa.
a) Laske alumiinin vaimennuskerroin gammasäteilylle.
b) Määritä alumiinin puoliintumispaksuus.
509
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 510
Käytettävissäsi on kotoasi löytyvien tavaroiden ja materiaalien lisäksi geigermittari, joka havaitsee ionisoivan säteilyn. Suunnittele koejärjestely, jolla saat selvitettyä, mistä ionisoivan säteilyn lajista on kyse ja selitä, miten päättely onnistuu koejärjestelysi perusteella.510
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 511
Röntgenputkessa halutaan tuottaa säteilyä, jolla on aallonpituus 25 pm. Kuinka suuri putken jännitteen tulee vähintään olla?
511
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 512
Molybdeenissä syntyy ominaissäteilyä, jonka aallonpituus on 71 pm. Kysessä on K[[$_{\alpha}$]] ominaissäteilyä.
a) Selvitä, mitä K[[$_{\alpha}$]] ominaissäteilyllä tarkoitetaan.
b) Kuinka suuri on atomin energiatilojen välinen energiaero, joka synnyttää kyseessä olevan aallonpituuden?
512
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 513
Vanhasta kangaspalasta mitataan radiohiilen aktiivisuus, joka on 91,3 ± 0,2 % vastaavan äskettäin valmistetun kangaspalan radiohiilen aktiivisuudesta. Minkä vuosikymmenten väliltä kangaspala voi olla peräisin aktiivisuusmittauksen perusteella?
513
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 514
a) Miten röntgenputken spektri muodostuu?
b) Millainen on magneettikuvauksen toimintaperiaate ja miksi se on terveydelle suotuisampi kuin röntgenkuvaus?
c) Miten iänmääritys tehdään radiohiilen avulla?
514
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 515
Miten seuraavissa sovelluksissa hyödynnetään säteilyä?
a) Suljetun säiliön korkeuden mittaus
b) Palovaroitin
c) Välineiden puhdistus
515
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 516
Alla on simuloitu spektri röntgenputkelle, jonka anodimateriaalina on rodium.
a) Selitä spektrin jatkuvan osan sekä ns. karakteristiten piikkien synty.
b) Määritä putken kiihdytysjännite.
516
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.
Tehtävä 517
Kuvassa näkyy osa wolframin energiakuorten energiatasokaaviosta.
a) Millä aallonpituudella wolframin spektrissä havaitaan ominaissäteilypiikkejä?
b) Kuinka suuri röntgenputken käyttöjännite on vähintään oltava, jotta kaikki energiatasokaaviossa esiintyvät ominaissäteilypiikit erottuvat spektrissä?
517
Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.