Uitwerkingen

Embargo 13 december 2004
Uitwerkingen
Gecoördineerd examen stralingsbescherming
Deskundigheidsniveau 3
13 december 2004
1
Embargo 13 december 2004
Vraagstuk 1:
Gebroken telpotje
Vraag 1
Aurinemonster 10 ml 
10 ml
 6,1  10 4 Bq d 1 per Bq  37  10 6 Bq  161 Bq
1
1400 ml d
Vraag 2a
Het productietempo 37 MBq per 30 minuten, dus 1,2 MBq per minuut. Als er geen
rekening met ventilatie wordt gehouden is na 1 minuut dus 1,2 MBq in de ruimte
(100 m3) verspreid en bedraagt de activiteitsconcentratie C = 1,2104 Bq/m3
Vraag 2b
  8 h 1 ; T1/2, ventilatie = 5,2 min, dus na 30 min mag een evenwichtsconcentratie worden
verondersteld. Fysisch verval speelt hier geen rol.
37  10 6 Bq
0,5 h
P
 
 9,3  10 6 Bq
1

8h

Aevenwicht
Aevenwicht 9,3  10 6 Bq
C

 9,3  10 4 Bq  m 3
3
V
100 m
Vraag 3
E50  9,3  10 4 Bq  m 3  1,2 m 3  h 1 
2
h  5,8  10 10 Sv  Bq 1  2,2  10 6 Sv  2,2 Sv
60
Puntenwaardering:
Vraag 1:
4
Vraag 2a:
3
Vraag 2b:
4
Vraag 3:
5
Totaal:
16
2
Embargo 13 december 2004
Vraagstuk 2:
Blootstelling aan verarmd uraan
Vraag 1
Het stof bevat 6 μg DU (met een massieke activiteit van 0,03941 Bq/μg DU) per mg stof
waarvan via resuspensie 0,1 mg/m3 in de lucht komt. De activiteitsconcentratie in de lucht
is dus:
CA = 0,1 mg/m3  6 μg DU/mg  0,03941 Bq/μg DU = 0,024 Bq/m3
Ingeademde activiteit: Ainh = CA  B  t = 0,024 Bq/m3  1,2 m3/h  2 h = 0,058 Bq
Effectieve volgdosis: E50 = Ainh  einh(50) = 0,058 Bq  6,810–6 Sv/Bq  106 μSv/Sv =
0,4 μSv.
Vraag 2
1 g aarde bevat 70 μg DU met een massieke activiteit van 0,03941 Bq/μg DU.
Effectieve volgdosis: E50 = 70 μg DU  0,03941 Bq/μg DU  0,12 μSv/Bq = 0,33 μSv.
Vraag 3a
Er is 5 kg DU verbrand en neergekomen op 1000 m2. Dit is 5·10–3 kg/m2 = 5·10–4 g/cm2.
Vraag 3b
De effectieve dosis ten gevolge van externe straling bij een verblijftijd van 1 jaar
bedraagt:
E = 5·10–4 g DU/cm2  39,41·103 Bq/g DU  1,9·10-7 Sv·cm2·Bq–1·j–1 = 3,7·10-6 Sv·j–1 =
3,7 μSv.
Puntenwaardering:
Vraag 1:
5
Vraag 2:
5
Vraag 3a:
2
Vraag 3b:
4
Totaal:
16
3
Embargo 13 december 2004
Vraagstuk 3:
Afscherming 192Ir-draad
Vraag 1a
Via de vergelijking voor activering kan de 192Ir-activiteit worden berekend. Het verval
over het eerste uur na het einde van de bestraling wordt verwaarloosd.
1  0,373
A  N (1  e  t )  650  1  10  24 cm 2  4,0  10 14 
 6,02  10 23 (1  e  ln 24 / 73,83 )  1,1  10 13 Bq
192,217
Vraag 1b
Op grond van werkzame doorsnede en halveringstijd zal naast 192Ir het gevormde 194Ir
1 uur na de bestraling de hoogste activiteit hebben.
De activiteit van het gevormde 192m1Ir is laag, omdat de werkzame doorsnede klein is en
er na 4 dagen maar een zeer klein percentage van de verzadigingsactiviteit is gevormd
vanwege de zeer lange halveringstijd (241 a). De activiteit van 192m2Ir is zeer gering
omdat weliswaar zeer snel de verzadigingsactiviteit is gevormd, maar na 1 uur wachten
(60 min / 1,4 min = 43 halveringstijden) is er niets meer over. Ten opzichte van de
activiteit van 194Ir is de activiteit van het gevormde 194mIr verwaarloosbaar vanwege de
veel kleinere werkzame doorsnede en de veel langere halveringstijd.
Via de vergelijking voor activering en vervalcorrectie volgt:
A  N (1  e t )  105  1  10 24  4,0  1014 
1  0,627
 6,02  10 23  (1  e ln 2424 / 19,15 )  8,0  1013 Bq
192,217
Correctie voor verval voor 1 uur na bestraling:
At  A0 e  t  8,0  1013  e  ln 21 / 19,15  7,7  1013 Bq
194
Ir heeft na vier dagen ongeveer 97% van de verzadigingswaarde bereikt, waardoor de
vergelijking voor activering vereenvoudigd kan worden. Als de vervalcorrectie voor 1 uur
na bestraling ook wordt verwaarloosd levert dat het volgende resultaat:
A  N  105  1  10 24  4,0  1014 
1  0,627
 6,02  10 23  8,2  1013 Bq
192,217
Vraag 2
0,05  AIr 192 (0) e  192t  AIr 194 (0) e  194t 
AIr 194 (0)
8,0  1013 Bq

 145
0,05  A Ir 192 (0) 0,05  1,1  1013 Bq
ln 145
t 
 139 h  5,8 d  6 d
ln 2 / 19,15  ln 2 /( 73,83  24)
e ( 194192)t 
(In eerste benadering zou het verval van Ir-192 over de afkoeltijd kunnen worden
verwaarloosd: dan vindt men t = 127 h = 5,3 d, dus ook t = 6 d bij afronding op hele
dagen.)
4
Embargo 13 december 2004
Vraag 3
h  A 0,139 Sv / h  MBq 1  m 2  1,1  10 7 MBq
H * (10) opp  2 
 1,06  108 Sv / h  106 Sv / h
r
0,12 2 m 2
2
 0,12 
H * (10)1 m  
  106  1,2 Sv / h
 1,12 
Vraag 4
Topp 
2 mSv / h
0,1 mSv / h
 1,9  10 5 en T1 m 
 8,3  10 5
3
3
106  10 mSv / h
1,2  10 mSv / h
De transporteis op het oppervlak is bepalend. Aflezen uit de grafiek levert met
extrapolatie d = 5 cm verarmd uraan (naar boven op hele cm’s afgerond).
Puntenwaardering:
Vraag 1a:
4
Vraag 1b:
3
Vraag 2:
3
Vraag 3:
4
Vraag 4:
4
Totaal:
18
5
Embargo 13 december 2004
Vraagstuk 4:
Bepaling bronsterkte Sn-119m
Vraag 1a
Volgens de gegevens in tabel 1 is het emissierendement:
femissie = fγ1 + fγ2 + fKα1 + fKα2 + fKβ = 0,161 + 0,0002 + 0,151 + 0,081 + 0,051 =
= 0,44 Bq–1∙s–1
Vraag 1b
Het geometrisch rendement is fgeo = ( 1,02) / (4 10,02) = 0,0025
Vraag 2
De massieke verzwakkingsdoorsnede /(23,9 keV) = 33 cm2 g–1
De massieke weglengte is d  = 5,0 cm  3,48 mg cm–3  10–3 g mg–1 = 0,0174 g cm–2
Het intrinsieke detectorrendement is fdet = 1 – e–33  0,0174 = 1 – 0,56 = 0,44
De gevraagde verhouding (detectierendement) is:
fgeo  fdet = 0,0025 0,44 = 0,0011
Vraag 3
EKX(Kr) = EB(KrK-schil) – EB(KrL-schil) = 14,3 – 1,7 = 12,6 keV
Eontsnap = E1 – EKX(Kr) = 23,9 – 12,6 = 11,3 keV
Vraag 4
Stel de activiteit van de bron gelijk aan A
Het aantal gedetecteerde fotonen per seconde N bedraagt dan:
N = A  femissie  fgeo  fdet = A 0,44  0,0025  0,44 = 0,00049  A s–1
Uit het fotonenspectrum blijkt:
N = (1039 + 692) / (10  60 s) = 2,9 s–1
Dus A = 2,9 s–1/ 0,00049 s–1Bq-1 = 5,9103 Bq = 5,9 kBq
Puntenwaardering:
Vraag 1a:
3
Vraag 1b:
3
Vraag 2:
4
Vraag 3:
3
Vraag 4:
4
Totaal:
17
6