Typiske eksamensoppgaver om kjernefysikk og radioaktivitet i Fysikk 2.
Faglig kvalitetssikret av lærere og toppstudenter · Følger læreplanen (LK20) · Sist oppdatert 2026-09-08
Eksamensoppgaver i atom-, kjerne- og partikkelfysikk for Fysikk 2, med fullstendige løsninger og det sensor ser etter.
En kilde har aktivitet 800 Bq. Halveringstiden er 12 timer. a) Finn aktiviteten etter 36 timer. b) Når er den under 50 Bq? Løsning: 36 timer er tre halveringstider, så A = 800 · (1/2)³ = 100 Bq. Én halveringstid til gir 50 Bq, så etter 48 timer er den akkurat 50 og deretter lavere. Sensor ser etter at du regner i antall halveringstider og ikke lineært.
Forklar hvorfor en bundet kjerne har lavere masse enn summen av de frie nukleonene. Løsning: Når nukleonene bindes sammen, frigjøres energi. Etter E = Δm·c² svarer bindingsenergien til en massedefekt mellom de frie nukleonene og den bundne kjernen. Massedefekten er derfor et mål på bindingsenergien. Sensor ser etter at du kobler lavere masse til lavere total energi i den bundne tilstanden.
Hvorfor kan både spalting av svært tunge kjerner og sammensmelting av lette kjerner frigjøre energi? Løsning: Kurven for bindingsenergi per nukleon ligger nær maksimum i jern-/nikkelområdet, med verdier rundt 8,8 MeV per nukleon. Reaksjoner som flytter kjerner mot dette området kan frigjøre energi. Lette kjerner gjør det ved fusjon, mens svært tunge kjerner kan gjøre det ved fisjon. Sensor ser etter at du bruker kurven som argument og ikke påstår at jern-56 er det absolutte maksimumet.
Å regne nedbrytning lineært i stedet for i halveringstider. Å glemme å trekke fra bakgrunnsstrålingen før du tolker en måling. Å forveksle aktivitet, målt i becquerel, med ekvivalent dose, målt i sievert. Og å tro at fusjon frigjør energi for vilkårlig tunge kjerner.
Nedbrytningsloven: N = N₀·(1/2)^(t/T½), og tilsvarende for aktiviteten A. Aktivitet måles i becquerel; 1 Bq er 1 kjerneomdanning per sekund. Massedefekt og bindingsenergi: E_b = Δm·c². Praktisk omregning: 1 u·c² ≈ 931,5 MeV. Q-verdien er forskjellen i total hvileenergi mellom start- og sluttprodukter.