Wasserstoff-Tritium-Austausch im dynamischen Impulsregime an Oberflächenhydroxylgruppen des Systems Pt/Al2O3

Es gilt als gesichert, daß die Brönsted-Acidität von Al₂O₃-Trägertnaterialien die Aktivität der Katalysatoren des Typs Pt/Al₂O₃ beeinflußt. Es wird eine H₂-T₂-Austauschmethode zur Erfassung der Oberflächenhydroxylgruppen von Al₂O₃-Trägern und Pt-Trägerkatalysatoren beschrieben, deren Ergebnisse eine Charahterisierung der Brönsted-Acidität der untersuchten Katalysatoren ermöglicht. Der Isotopenaustausch erfolgt im Inertgasslrom bei impulsförmiger Dosierung des Tritiumgases. Zur Tritiummessung dient ein Proportionalgasdurchflußzählrohr.

Die Interpretation und Wertung der erzielten Ergebnisse wird abschließend an ausgewählten Beispiclen vorgenommen.     

Über die Isotopenzusammensetzung des Schwefels in seinem natürlichen Kreislauf

Es wird ein Modell des globalen Kreislaufs der Isotope des Schwefels erarbeitet, auf dessen Grundlage die säkularen Veränderungen der Isotopenzusammensetzung des Schwefels in sedimentären Sulfiden, in organisch gebundenem Schwefel und in sedimentären Sulfaten verstanden werden können. Das Modell berücksichtigt die Venwitterung von Magmatiten und sedimentärem Schwefel unter Oxydation von Sulfid zu Sulfat, die Verwitterung sedimentärer Sulfate, die Bildung sedimentärer Sulfide und organisch gebundenen Schwefels, die Bildung sedimentärer Sulfate, die Metamorphose der Sedimente und die Überführung sedimentären Schwefels in die Ozeane durch vulkanische Prozesse. Es wird gezeigt, daß nur die Isotopieeffekte bei der mikrobiellen Reduktion von Sulfat zu Sulfid, bei der Assimilation von Sulfaten durch die Pflanze und bei der Verwitterung sedimentärer Sulfide und organisch gebundenem Schwefel unter Oxydation von Sulfid zu Sulfat Einfluß auf die globale Isotopenzusammensetzung des Schwefels in den Sedimenten haben können. Im Wechselspiel dieser Prozesse kommen die säkularen Verānderungen der δ³⁴S-Werte, insbesondere die charakteristischen Schwankungen der δ³⁴S-Werte zustande. Dabei begünstigen starke Meeresbedeckungen der Erdoberfläche und warmes Klima die mikrobielle Reduktion von Sulfat zu Sulfid in den Ozeanen und führen zum Sinken bzw. Steigen der δ³⁴S-Werte in den sedimentären Sulfiden und im organisch gebundenen Schwefel bzw. in den sedimentären Sulfaten. Regressionen der Ozeane und kaltes Klima, insbesondere Vereisungen begünstigen die Verwitterung und Oxydation von Sulfiden zu Sulfaten und führen zu einem Steigen bzw. Sinken der δ³⁴S-Werte in den sedimentären Sulfiden und im organisch gebundenen Schwefel bzw. in den sedimentären Sulfaten.     

Füllstandsmessung mit Streustrahlungssonden

Es wird die Abhängigkeit der Impulsdichte vom Füllstand bei Meßanordnungen mit γ-Streustrahlungssonden verschiedener Länge untersucht. Verwendet werden die Nuklide ⁶⁰Co und ¹³⁷Cs. Ein nahezu linearer Anstieg der Impulsdichte mit dem Füllstand wird bei Füllgütern kleiner Ordnungszahl nur bei Sondenlängen L ≥ μ₀ ^?1.erzielt. Der Einfluß des Schüttwinkels und der Dichte des Füllgutes wird diskutiert.     

Gammametrische Bestimmung von Kernversatz in Gußstücken

Im Gegensatz zur Gammagraphie—der Durchstrahlungsprüfung mit γ-Strahlung, die das Durchstrahlungsergebnis in Form eines Bildes (Film, Leuchtschirm, Bildverstärker u. ä.) festhält — wird unter Gammametrie eine Durchstrahlungsprüfung verstanden, bei der die Verteilung der Strahlungsintensität hinter dem Prüfobjekt mit Hilfe geeigneter Detektoren (Ionisationskammern, Zählrohr, Szintillationskristalle u. a.) gemessen wird. Im Gießereibetrieb ist bisher nur die Gammagraphie (γ-Defektoskopie) in großerem Umfang verbreitet, was durch die relativ einfache Handhabung des Verfahrens, die recht anschauliche Form der Prüfergebnisse, den geringen gerätetechnischen Aufwand usw. bedingt sein dürfte. Auch reicht das Verfahren für die meisten Prüfaufgaben aus. Gegebenenfalls kann durch die zusätzliche Anwendung von Ultraschallverfahren eine noch bessere Kontrolle der Ergebnisse erreicht werden.     

Eine β-γ-Koinzidenzmeßeinrichtung mit einfachem Szintillationsdetektorsystem für absolute Aktivitätsmessungen

Es wird die im DAMW bevorzugt für die Ermittlung der Zerfallsrate aktivierter Goldfolien benutzte β-γ-Koinzidenzmeßeinrichtung beschrieben. Ihr Detektorsystem besteht aus einem Plastszintillator und einem NaJ(Tl)-Kristall, die in einer Bleiabschirmung untergebracht sind. Für die beim Zerfall von ¹⁹⁸Au frei werdenden Teilchen und Quanten können Nachweisiwahrscheinlichkeiten von ε_ß ≈ 0,3 bzw, ε_γ ≈ 0,1 erreicht werden. In beiden Kanälen sind vor der Koinzidenzstufe Totzeitstufen mit einer Totzeit von 7,5 μs eingebaut. Die Koinzidenzauflösungszeit beträgt (0,943 ± 0,005) μs. Es können Zerfallsraten im Bereich 150 s^?1 bis 35000 s^? gemessen werden, wobei unter optimalen Bedingungen Meβunsicherheiten von etwa ±1% (¹⁹⁸Au) bzw. ±0,5%(⁶⁰Co) erreichbar sind.     

Routinemessung von low-level-Aktivitäten mit Geiger-Müller-Endfensterzählrohren im Abstandsminimum unter Ausnutzung der β-Rückstreuung an Blei

Es werden die Bedingungen angegeben und diskutiert, unter denen mit einem Geiger–Müller-Endfenssterzählrohr V A-Z-310 β-Zähleffektivitäten von 41% für ⁹⁰Y (Flächenbelegung 8,4 mg/cm²) bzw. 32% für ¹³⁷Cs (Flächenbelegung 10,8 mg/cm²) erreicht werden. Besondere Beachtung findet dabei die Kombination des Meβplatzes V A-M-16D mit dem tschechischen Probenwechsler NCZ 616A.     

The Use of Radio-Release Methods for the Determination of Some Air Pollutants

Die Normalmeßeinrichtung des ASMW für die Darstellung der Einheit der Energiedosis Gray für Betastrahlung wurde durch die Schuffung einer neuen Volumenextrapolationsionisationskammer mil verbesserten physikalisch-technischen und metrologischen Parametern weiterentwickelt. Über den Aufbau und die Erprobung dieser Kammer wird berichtet. Die Bestimmung der Energiedosis bzw. Energiedosisleistung ist in den Bereichen 10^?3 bis 10³ Gy bzw. 10^?6 bis 1 Gy/s mit einer Meßunsicherheit von 1, 8% möglich.

Ein Satz von drei Flachionisationskammern mit der β-Energie stufenweise anpaßbaren Elektrodenabständen für die Weitergabe der Einheit der Energiedosis auf Referenznormale und dosimetrische Arbeitsmeßmittel im Energiebereich der Betastrahlung von 0,165 bis 3,5 MeV wird beschrieben.     

Einsatzmöglichkeiten eines Fenster-Auslösezählrohres im Bereich der beschränkten Proportionalität)

In der Kernstrahlungs-Meßtechnik erweist es sich in vielen Fällen als zweckmäßig und vorteilhaft, den Bereich der besehränkten Proportionalität eines Fenster-Auslösezählrohres auszunutzen. Nimmt man die Charakteristik eines Fenster-Auslösezählrohres für einen reinen α-Strahler auf, so ergeben sich die Kurven α der Abbildung. Verwendet man einen reinen β-Strahler, so ergeben sich die Kurven β.     

Die Bestimmung der spezifischen Aktivität trägerarmer Radiojodidlösungen durch papierchromatographische Ermittlung der prozentualen Radioaktivitätsverteilung auf die Jodsubstitutionsproduke von Bromsulfan

Es wird eine neue Methode zur Bestimmung der spezifischen Aktivität trägerarmer Radiojodidlösungen zwischen 5 und 17 Ci/mg (185 bis 630 G Bq/mg) beschrieben, die wesentlich einfacher ist als die bekannten, zum Teil sehr komplizierten Mikroanalysenmethoden und im Prinzip auf eine einfache Trennung eines Radiojodierungsgemisches hinausläuft. Hierzu werden 1 bzw. 2 nmol Bromsulfan (BSP) mit einer exakt zu messenden Menge Na¹²⁵ J bzw. Na¹³¹ J unter Verwendung von Chloramin T radiojodiert. Da die Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten der Mono- und Dijodierung des Bromsulfans nicht differierèn, ist es möglich, aus der papierchromatographisch ermittelten prozentualen Radioaktivitätsverteilung das molare Verhältnis der an ein BSP-Molekül gebundenen Jodalome zu berechnen. Bei bekannter BSP-Menge läßt sich daraus die an der Radiojodierung beteiligte Jodmasse ableiten.

Bei der Radiojodierung mit Chloramin T wird jedoch kein 100%iger Jodeinbau erreicht. Die gemessene Aktivitätsmenge muß deshalb durch einen Faktor korrigiert werden, der aus dem Ergebnis der papierchromalographischen Trennung des Reaktionsgemisches abgeleitet wird und der lediglich die auf Mono- und Dijod-BSP entfallenden Radioaktivitätsanteile, nicht dagegen das anorganische Radiojodid berücksichtigt. Die spezifische Aktivität der verwendeten Radiojodidlösung ergibt sich dann als Quotient der korrigierten Radioaktivitätsmenge und der berechneten Radiojodmasse.

Wir haben die erhaltenen Ergebnisse mit den nach einer Referenzmethode gefundenen Werten verglichen. Hierbei wurden die spezifischen Aktivitäten von Na¹²⁵ J aus T3-RIA-Standurdkurven mit ¹²⁵J-T3-Tracern bestimmt, die unter Verwen-dung dieses Na¹²⁵ J präpariert wurden. Es wurde eine Präzision mit einem mittleren Variationskoeffizienlen von ±4% festgestellt.     

Radiochemische Untersuchung der Korrosion von Kohlenstoffstahl OL-32 in verschiedenen Reaktionsmedien

Mit einer radiochemischen Methode, die auf dem Prinzip der Isotopenverdünnung beruht, wird die Kinetik des Korrosionsprozesses bei Kohlenstoffstahl OL-32 unter Einwirkung von Salzsäure (0,5 N) in Anwesenheit einiger Gemische von Wasser und organischem Lösungsmittel verfolgt. Es wird die Wirkung des Reaktionsmediums (Wasser/organisches Lösungsmittel) auf die Geschwindigkeitskonstante des Korrosionsprozesses untersucht und ein Ansteigen der Werte dieser Konstante bei Erhöhung der Wasserkonzentration im gegebenen System beobachtet. Das führt zu der Schlußfolgerung, daß das organische Lösungsmittel eine hemmende Rolle gegenüber der Korrosionswirkung von Salzsäure auf die entsprechenden Metallproben spielt. Als radioaktiver Tracer wurde⁵⁵⁺⁵⁹ Fe in Form von ⁵⁵⁺⁵⁹FeCl₃(10^?3 M) mit einer spezifischen Aktivität von 2 × 10^?6 Ci/ml eingesetzt.     

Kurze Originalmitteilungen Umweltnuklid Tritium in Mineralwässern von Bad Brambach

Das radioaktive Urmveltnuklid Tritium (³H: T_1/2 = 12,43 a) gelangt mit den einsickernden Niederschlägen aus der Atmosphäre in das Grundwasser. Durch seinen radioaktiven Zerfall vermindert sich seine Aktivitatskonzentration in Abhängigkeit von der Verweilzeit im Grundwasserbereich. Das in Quellen oder anderen Aufschlüssen zutage tretende Grundwasser ist in der Regel eine Mischung von Anteilen unterschiedlicher Verweilzeit. Tritiummessungen konnen somit zur Bestimmung der Verweilzeitverteilung, die hydrogeologische Informationen über Fließ- und Mischungsverhalten, Neubildung sowie Geschütztheit von Grundwasser einschließt, beitragen [1].

Für die Untersuchungen zur Genese, zum Fließverhalten und zum Schutz der Mineralwässer von Bad Brambach wurden deshalb auch Tritiummessungen einbezogen [2]. Zur Tritiumanalyse wurden die Wasserproben nach vorheriger elektrolytischer Tritiumanreicherung ontweder zu Ethan synthetisiert und im Proportionalzählrohr gemessen, oder einem Szintillationscocktail zugemischt und in einem Flüssigkeitsszintillationsspektrometer gemessen [1].

Die beprobten Quellen bzw. Bohrungen, die Tritiummeßwerte und deren erste modolltheoretische Auswertung sind in Tab. 1 zusammengestellt. Diesen Resultaten zufolgo besitzen die Bad Brambacher Minoralwässer relativ     

Materialuntersuchungen mit Hilfe der elastischen Streuung harter γ-Strahlung

Es wird über Untersuchungen berichtet, die die Ausnutzung der elastischen Streung harter γ-Strahlung für Gehaltsbestimmungen in Zweikomponentensystemen zum Ziel haben. Der bei Quantenenergien von etwa 1 MeV vorherrschende elastische Streueffekt, die Rayleigh-Streuung, zeichnet sich durch eine starke Z-Abhängigkeit aus. Allerdings nimmt der Wirkungsquerschnitt n für kleine Streuwinkel (?10°) Werte an, die für praktische Anwendungen genügend groβ sind. Bei Verwendung eines Szintillationsdetektors ist in diesen Bereich eine Abtrennung der Compton-Streuung nicht mehr möglich.

Es wird gezeigt, daβ auch bei Messung des summarischen Wirkungsquerschnitts (elastisch + unelastisch) eine Abhängigkeit von der Kernladungszahl stärker als Z² erreicht werden kann. Die Messungen wurden mit ²⁰³Hg (E_γ = 279 keV) und ¹³⁷Cs (E_γ = 661 keV) durchgeführt. Die Verwendung der härteren Strahlung des ¹³⁷Cs bringt gegenüber der weicheren des ²⁰³Hg trotz gröβerer experimenteller Schwierigkeiten einige wesentliche Vorteile.     

Zur strahlenchemischen Zersetzung von in Wasser gelöstem und auf Aktivkohle adsorboiertem p-Chlorphenol

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die strahlenchemische Zersetzung von in Wasser gelöstem und auf Aktivkohle adsorbiertem p-Chlorphenol untersucht.

Bei der γ-Bestrahlung einer wäßrigen p-Chlorphenollösung (C₀ = 500 ppm) erfolgt eine Dechlorierung. Parallel dazu verläuft die Bildung einer braunen Substanz, bei der es sich wahrscheinlich um Huminsäure oder ein Huminsäurederivat hundelt.

Auf Aktivkohle adsorbiertes p-Chlorphenol wird dagegen im untersuchten Beladungshöhenbereich (zwischen 19 und 45 mg p-Chlorphenol/g wasserfreie Kohle) unter den Bedingungen der strahlenchemisch induzierten Oxydation zu den Mineralisierungs-produkten Chlorid, Wasser und Kohlendioxid abgebaut. Neben der γendosis und der Beladungshöhe des p-Chlorphenols beeinflussen Texfur und Oberflächenchemie der verwendeten Aktivkohlen die Zersetzungsraten.     

Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in einer Kühlanlage unter Verwendung von 24Na-markiertem Natriumrhodanid

Die Aufnahme von Nitratstickstoff durch Hafer wurde in Gegenwart von verschiedenen Phenolderivaten, die einen ausgeprägten Herbizid- bzw. Insektizidcharakter haben, verfolgt. Der Nitratstickstoff des angewendeten Ammoniunmitrats wurde mit dem stabilen Stickstoffisotop ¹⁵N markiert. Die Ergebnisse zeigen eine wahrnehmbare Wirkung der Phenolderivate auf die Aufnahmedynamik des Stickstoffs und besonders auf den Ausnutzungskoeffizienten des Nitratstickstoffs. Es erscheint ein deutlicher, von der Konzentration und der Form der verabreichten Phenolderivate abhängiger Unterschied hinsichtlich der Stimulation bzw. Inhibition bei de Pflanzenentwicklung. Bis zur Reife werden die Unterschiede zwischen der Varianten im allgmeinen unbedutend. Bei einigen Varianbten haben die Phenolderivate eine völlig hemmende Wirkung auf die normale Entwicklung der Pflanzen während der ganzen Vegetationsperiode.     

4π-Geiger-Müller Durchfluβzählrohr mit eingebauter Antikoinzidenzabschirmung zur Bestimmung geringer Aktivitäten radioaktiver Proben

Die Grenzwerte für eine Zählanordnung werden betrachtet und Formeln für beliebige Vertrauensgrenzen der Messung abgeleitet. Bei geringen Aktivitäten der Proben kann bei Verzicht auf die Unterscheidiungsmöglichkeit zwischen β- und α-Strahlung im Geiger-MüWer-Bereich ein 4π-Durchfluβzählrohr mit eingebauten Antikoinzidenzzählrohren mit geringerem apparativem Aufwand betrieben werden, als dies im Proportionalbereich möglich ist.     

Absolutbestimmung der spezifischen Aktivität 35S-haltiger Substanzen

Als wesentlichste Vorausselzungen für eine präzise Absolutbestimmung der spezifischen Aktivität ³³S-haltiger Substanzen werden die Sorption von SO₂ an den Zählrohren und der Füllapparatur, die Beeinflussung des Gasentladungsmechanismus im beschränkten Proportionalbereich durch negativ geladene SO₂-Ionen und die kinetischen Isotopieeffekte bei nicht hundertprozentiger Überführung der Ausgangssubstanzen zu Meβgas untersucht. Speziell beschrieben werden die Umsetzung von Natriumsulfat bzw. Schwefelsäure in wäβriger Lösung und Thioharstoff zu Bariumsulfat und dessen Verbrennung zu Schwefeldioxid. Der Gesamtfehlre, mit dem die Angabe der spezifischen Aktivität für die genannten Ausgangssubstanzen behaftel ist, wird angegeben.     

Untersuchungen zur Resorption und Metabolisierung oral applizierter 15N-markierter Nukleinsäuren

Es wurden Untersuchungen zur Resorption und Metabolisierung ¹⁵N-markierter Hefe-RNS an Ratten durchgeführt. Die Bilanz der ¹⁵N-Ausscheidung in Urin und Kot ergab eine nahezu vollständige Resorption und eine äuβerst niedrige Inkorporation des Nukleinsäurestickstoffs. Da für die Bewertung des Proteinstoffwechsels neben der Gesamt-¹⁵ N-Ausscheidungsmenge im Urin die ¹⁵N-Menge der Harnstoff-bzw. Ammonium-Fraktion herangezogen wird, wurde die prozentuale Verteilung der Nukleinsäuremetabolite auf die Metabolitfraktionen im Urin untersucht. Aufgrund der dabei gewonnenen Erkenntnisse können die bei Proteinstoffwechseluntersuchungen unter Verwendung ¹⁵N-markierter Hefen bzw. nukleinsäurehaltigen Hefeproteinen erhaltenen Daten korrigiert werden.     

Über die Anwendung der Compartmenttherie auf die Modellierung der Isotopenzusammesetzung des Stickstoffs in seinem natürlichen Kreislauf

In der Arbeit wird die Compartmenttheorie als Mittel zur mathematischen Modellierung isotopengeochemischer Prozesse bei Berücksichtigung von Isotopieeffekten dargelegt. Mit ihrer Hilfe wird ein globales Modell der Isotopenzusammensetzung des Stickstoffs in seinem natürlichen Kreislauf erarbeitet, das aus 3 durch Flüsse miteinander verknüpften Pools besteht: Stickstoff in den Magmatiten, der Atmosphäre und den Sedimentgesteinen. Neben der Simulation der zeitlichen Entwicklung der Poolgrößen, der δ¹⁵ N-Werte und der Flüsse im Verlauf der Erdgeschichte konnten Beiträge zur Kläung geochemischer Probleme geliefert werden. Die Resultate der Modellierung weisen darauf hin, daß die Uratmosphäre sehr viel weniger Stickstoff als die gegenwärtige Almosphäre enthalten hat (maximal 10% des heutigen Wertes) und daß ein Stickstoffstrom aus dem Oberen Mantel in die Magmatite existiert (etwa 6 ? 10⁵t/a).     

Eineγ-Dichtemeßanordnung mit automatischem Abgleich

Der Einsatz des im Vergeich zur Ionisationskammer gegenüber γ-Strahlung um Gröβenordnungen empfindlicheren Szintillationszählers in Dichtemeβgeräten scheitert an dem inkonstanten Verhalten dieses Detektors. Ebenso stört bei industriellen Anwendungen derartiger Meβgeräte die exponentielle Abnahme der Strahlungsintensität der γ-Strahlungsquelly über der Zeit, so daβ besondere Vorkehrungen zu deren Ausgleich vorgesehen werden müssen.

In diesem Beilrag wird eine mit einem Szintillationszähler ausgerüstete Dichtemeβanordung beschrieben, die es durch Anwendung eines besonderen Regelverfahrens ermöglicht, neben den Instabilitäten der elektronischen Schaltung auch die des Detektors sowie die Aktivitätsabnahme vollautomatisch auszuregeln und damit eine Meβgenauigkeit bzw. Langzeitkonstanz zu errreichen, wie sie für Dichtemeβgeräte mit Ionisationskammern charakteristisch ist.     

Einfluß von Fremdelementen auf die Eigenschaften durch Hochfrequenzzerstäubung hergestellter SiO2-Sehiehten

Die elektrischen Eigenschaften und die Stabilitüt von Halbleiterbauelementen wird durch zufällig eingeschlepple Kontaminationen während des Herstellungsprozesses stark beeinflußt. Die Kontamination der Halbleiter- oder Oxidoberflüchen ist die Folge der physikalischen und chemischen Adsorption von Fremdstoffen. Verunreinigungen können aber auch durch den Abscheidungsprozeß selbst in die Schicht eingebaut werden.

Positive Ionen in Isolatorfilmen z. B. vergrößern das Oberflächenpotential und bewirken infolge ihrer Drift Inslabilitäten der elektronischen Bauelemente, insbesondere bei hohen Temperaturen. Außerdem können durch Bildung einer Oberflächeninversion an der Oberfläche liegende p/n-Übergänge unbrauchbar werden. Deshalb ist der Einfluß von Fremdatomen auf die Schichteigenschaften untersucht worden. Insbesondere wird über die Adsorption von Ionen an Si-Einkristallen und Isolatorschichten sowie über die Kontamination eines im HF-Plasma aufwachsenden SiO₂-Films berichtet. Der Einfluß der Fremdionen auf die elektrischen Eigenschaflen von SiO₂-Filmen auf Siliziumsubstraten wird untersucht. Es werden Möglichkeiten angegeben, den Fremdstoffgehalt dieser Schichten zu verringern.