Egy nagy precizitású, olaszországi részecskefizikai kísérletnél a részecskedetektort ólom árnyékoló réteggel vették körbe. Ezt nem közönséges ólomból készítették, hanem ókori hajóroncsokon talált ólomtömböket használtak fel. A frissen bányászott ólom radioaktív izotópokat tartalmaz, így kismértékben sugároz, a 2000 éves hajóroncsról származott ólom sugárzása ennél jóval gyengébb.
a) Mit jelent egy radioaktív minta aktivitása, és mi az aktivitás mértékegysége?
a) Az aktivitás fogalmának meghatározása, mértékegységének megnevezése:
2 + 2 pont
másodpercenként végbemenő bomlások száma, $\mathrm{Bq}$, $\left(\mathrm{\displaystyle \frac{1}{s}}\right)$
b) Mit értünk egy radioaktív izotóp felezési idején? Hogyan változik egy radioaktív izotópokból álló minta aktivitása, mialatt eltelik a felezési idő?
b) A felezési idő fogalmának ismertetése és kapcsolata a minta aktivitásával:
4 pont
(bontható)
A felezési idő az az időtartam, ami alatt az izotópoknak körülbelül a fele elbomlik (2 pont).
A felezési idő eltelte alatt a minta aktivitása is megfeleződik (2 pont).
c) Honnan származik a természetes háttérsugárzás? Nevezzen meg két forrást!
c) A természetes háttérsugárzás fő forrásainak megnevezése:
2 pont
(bontható)
Kozmikus sugárzás, földkéregből származó sugárzás (1 + 1 pont).
d) Mi lehet a szerepe a kísérletben a detektort körülvevő árnyékoló rétegnek? Miért kell árnyékolni a részecskedetektort?
d) Az árnyékoló réteg szerepének magyarázata:
2 pont
Az árnyékoló réteg a háttérsugárzás (nem a kísérletből származó sugárzás) hatásaitól védi a detektort.
e) Miért jobb ezt az árnyékoló réteget a már régen bányászott ólomtömbökből készíteni?
e) A régi ólom használatának magyarázata:
4 pont
(bontható)
A frissen bányászott ólom maga is sugároz (2 pont) ezáltal kismértékben zavarja a kísérletet.
A régen bányászott ólomban a radioaktív izotópok nagyrészt már elbomlottak (2 pont).
f) Hogyan keletkezhetnek folyamatosan a földkéregben radioaktív ólomizotópok?
f) A radioaktív ólomizotópok keletkezési módjának megnevezése:
2 pont
(bontható)
Radioaktív bomlások során keletkeznek.
g) Nevezzen meg egy olyan atommagot, amelyből egy vagy több lépésben radioaktív ólom izotóp keletkezhet!
g) Egy megfelelő atommag megnevezése:
2 pont
Pl. urán, tórium, radon stb.
Összesen: 20 pont