Thermoluminescence induced in Plastics above Room Temperature as a Means of Gamma Ray Dosimetry

The gamma-induced thermoluminescence (TL) in five types of plastics has been studied. The plastics used are Lexan, Makrofol, CA 80-15, LR 115 and CR-39. The result showed that the TL response for Makrofol and Lexan is linear in the range 5 …700 krad, 5 … 3000 krad, respectively. This suggests the possible use of these plastics for gamma dosimetry in the dose range 5 … 3000 krad.

Die gammastrahlen-induzierte Thermolumineszenz wurde an fünf Plastmaterialien untersucht, und zwar an Lexan, Makrofol, CA 80-15, LR 115 und CR-39. Die Ergebnisse zeigten, daβ die Thermolumineszenz-Reaktion für Makrofol und Lexan in Bereich 5 … 700 krad bzw. 5 … 3000 krad war. Das ermöglicht die Verwendung dieser Plastematerialien zur Gamma-Dosimetrie im Dosisbereich von 5 … 3000 krad.     

The Etch-Induction Time T i and Etch-Critical Time T c in CR-39 Plastic Nuclear Track Detector

The etch-induction time, T_c, is measured for α-particles in CR-39 plastic track detector and the etch-critical time, T_c, is calculated for α-particles in CR-39 detector as a function of α-energy, E, and incident angle, 0. The etch-induction time was found to be independent of dip angle and directly proportional to the α-particle energy in the range from 1–6.1 MeV. The etch-critical time was found to be zero for angles greater than the critical angle, 0_c, whereas at angles less than 0_c, the etch-induction time, T_i, was increased by the value of T_c.

Die Induktionsätzzeit T_i wurde für Alpha-Teilchen in einem CR-39 Plast-Kernspurdetektor gemessen und die kritische Ätzzeit T_c wurde für die Alpha-Teilchen als Funktion der Energie und des Einfallswinkels berechnet. Es wurde gefunden, daβ die Induktionsätzzeit unabhängig vom Eintauchwinkel und direkt abhängig von der Teilchenenergie im Bereich von 1 … 6.1 MeV ist. Die kritische Ätzzeit war Null für Winkel, die gröβer als der kritische Winkel 0_c waren, während für Winkel, die kleiner als 0_c waren, die Induktionsätzzeit T_i zunahm bis zum Wert von T_c.     

Alpha Particle Response of CR-39 Polycarbonated Detector

The alpha particle response which is characteristic of polycarbonate detectors CR-39 has been investigated. The track diameter as a function of alpha energy in the range from 5.1–22.2 MeV was examined. The mean track diameter or size of the tracks are found to be energy dependent which decreases as alpha energy increases with a trend at about 14 MeV alpha energy. With regard to the spectroscopy of alpha from track radii, it was stated that the discrimination of lower alpha energies shows better results than the high energies for the present etching condition.

Es wurde die charakteristische Wirkung von Alpha-Teilchen auf die Polycarbonatdetektoren CR-39 untersucht. Der Spurendurchmesser als Funktion der Alpha-Energie wurde im Energiebereich 5,1… 22,2 MeV verfolgt. Der mittlere Spurendurchmesser oder die Spurengroβe waren energieabhängig und nahmen mit zunehmender Alpha-Energie bei einem Trend von ungefähr 14 Me V ab. In being auf die Spektroskopie von Alpha-Teilchen von den Spurenradien wurde festgestellt, daβeine Unterscheidung von niederen Alpha-Energien bessere Ergebnisse brachte als solche bei hohen Energien für die vorliegende Ätzbedingung.     

Contribution of Radon Daughters Plated-Out in a Cylindrical Device by Track-Technique

CR-39 plastic nuclear track detector is used to measure the fraction of alpha-particle tracks due to radon daughters activities plated-out on the internal walls of a cylindrical-shaped plastic can. Radium chloride solution is used as a radon source, the exposure time is ranged from 4 hours to 3 days. To assess the percentage of plate-out effect on CR-39 nuclear track detector, two different methods were used. In one experiment, a few circular parallel pairs of CR-39 sheets were hanged in the can device. In the other experiment, the estimation of the plate-out effect has been performed, after exposure to the radon source, by detecting tracks with a second unexposed sheet placed in close contact to the exposed wall and detectors. In the two methods, it was found that the chemically etched tracks related to plated-out activities contribute about 50% of the measured alpha-particles tracks.

Der CR-39 Plast-Kernspurdetektor wurde zur Messung des Anteils an Spuren von Alphateilchen verwendet, die sich von den Radon-Tochterprodukten ergeben und auf den Innenwänden eines zylindrisch gestalteten Plastbehälters abgeschieden haben. Als Radonquelle wurde eine Radiumchlorid-Lösung verwendet und die Expositionszeiten lagen zwischen 4 Stunden und 3 Tagen. Um den Anteil des Abscheidungseffektes in einem CR-39 Spurdetektor zu bestimmen, wurden zwei unterschiedliche Methoden angewendet. In dent einen Versuch wurden einige zylindrische Parallelpaare von CR-39 Folien in den Behälter gehängt. In dent anderen Versuch wurde der Abscheidungseffekt in der Weise ermittelt, daβ nach der Exposition auf die Radonquelle mit einer zweiten nichtexponierten Folie die Spuren bestimmt wurden. Die nichtexponierte Folie war dabei in einem engen Kontakt zur exponierten Wand und den Detektoren. Durch beide Methoden wurde gefunden, daβ die chemiseh geätzten Spuren, die auf die Abscheidimgsaktivitäten züruckgeführt werden können, einen ungefahren Anteil von 50% an den gemessenen Alphateilchenspuren ausmachen.     

Untersuchungen über die Aufnahme von Nitratstickstoff durch Hafer mit Hilfe von 15N

Die Aufnahme von Nitratstickstoff durch Hafer wurde in Gegenwart von Ammoniumstickstoffüberschuß sowie verschiedener Stickstoffdügermichungen untersucht. Ebenfalls wurde der Einfluß phosphor-, kalium-, und spurenelementhaliger Düngemittel auf den Ausmutzungskoeffizienten des Nitratstickstoffs durch Hafer geprüft. Der Nitratstickstoff des angewandten Ammonium- nitrats wurde mit dent stabilen Stickstoffisotop ¹⁵N markiert. Die Masse der trockenen Planzen, der Gesamtstickstoffgehalt und der Ausnutzungskoeffizient des Nitratstickstoffs durch die Planzen wurden bestimut. Die Versuche haben gezeigt, daß der Ausmutzungskoeffizient des Nitratstickstoffs durch die Pfanzen in Geganwart con Ammoniumstickstoffüberschuß nicht wesentlich beeinflußt wird.     

Experimentelle Simulation der Gamma-Spektren von Spaltproduktgemischen

Als Beispiel für verschiedene meßtechnische Aufgaben bei der Untersuchung von Strahlungsfeldern, für die weder Berechnungen noch Messungen allein zum Ziel führen oder überhaupt durchgeführt warden können, wurde die Möglichkeit einer experimentellen Simulation der Gamma-Spektren von Spaltproduktgemischen untersucht. Das Ergebnis dieser Untersuchungen ist ein Vorschlag, mit 12 Radionukliden (Halbwertszeit in 11 Fällen größer als ein Monat) die Gamma-Spektren von Spaltproduktgemischen unter-schiedlichen Alters nachzubilden. Die entsprechenden Eigenschaften des Originals und einer Simulations sowie die Impulshöhen-verteilungen für Szintillationsdetektoren warden verglichen.     

Preparation of 147Pm Ceramic Source Core

Preparation of ceramic pellets containing fixed promethium-147 is described. Incorporation rate of ¹⁴⁷Pm into the ceramic material was determined. The leachability and vaporization of promethium from the obtained ceramics was investigated. The ceramic pellets prepared by the described procedure, mounted in special holders, can be applied as point sources in beta backscatter thickness gauges.

Es wird die Herstellung von keramischen Pellets beschrieben, die ¹⁴⁷Pm enthalten. Dabei wurde die Einbaugeschwindigkeit des ¹⁴⁷Pm in das keramische Material bestimml und die Auswaschbarkeitsowie die Verdampfung des Pm von den erhaltenen Keramikproben untersucht. Die so erhaltenen Pellets, die an besonderen Halterungen angebracht warden, können als Punktquellen für Betarückstoβ-Dicke-Meβgeräte eingesetzt warden.     

Radiolysis of Cerium Nitrilo-Triacetate Complexes

Radiolysis of aqueous solution of tri- and tetravalent cerium-nitrilo-tri-acetate complexes were studied both in the presence and in the absence of oxygen. A radiolytic mechanism has been proposed and discussed in which it is shown that the radiolytic degradation of the chelate is due to the OH radical, while radiolytic oxidation of trivalent cerium chelate to tetravalent cerium chelate, at alkaline pH, is due to hydrogen peroxide.

Die Radiolyse wäβriger Lösungen von drei- und vierwertigen Cer-nitrilotriacetate Komplexen wurde sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit von Sauerstoff untersucht. Ein radiolytischer Mechanismus wird vorgeschlagen und diskutiert. Es wird gezeigt, daβ der radiolytische Abbau des Chelates auf das OH-Radikal zur¨ckzuf¨hren ist, während die radiolytische Oxidation des dreiwertigen Cer-chelats zur viewertigen Verbindung im alkalischen pH-Bereich auf das Wasscrstoffperoxid zurückgeführt wird.     

Elektrolytische Thoriumabscheidung für alpha-spektrometrische Analysen

Die Eignung organischer Elektrolyselösungen für die elektrolytische Abscheidung von Thorium wurde geprüft. Äthanol, Äthanol-Aceton-Mischung und Aceton gestatten innerhalb von ca. 10 Minuten Elektrolysedauer die vollständige Abscheidung von Thorium in einem weiten Massebereich. Der Einfluß von Wasseranteilen auf die Abscheidegeschwindigkeit wurde untersucht. Die Auswahtl der geeignetsten Elektrolyselösung erfolgte anhand der Reproduzierbarkeil der Homogenitätt abgeschiedener Schichten. Anwendungsbeispiele weisen sowohl auf die Eignung der Verfahren hin als auch auf Probleme, wie sie bei der Herstellung von Meßproben mit alpha-aktiven Substanzen geringer spezifischer Aktivität für die alpha-spetrometrische Auswertung zu berücksichtigen sind.     

Der Einfluß des Jod-Austausches auf die Ausbeute der Szilard-Chalmers-Reaktion in Methyljodid

Mit Hilfe von Differentialgleichungen wird füd das System Metholjodid–Jod unter Berücksichtigung des Austansches eine vereinfachte Beziehung für die Retention der Szilard-Chalmers-Reaktion als Funktion der Austauschgeschwindigkeit, der Jodkonzentration, der Bestrahlungsdauer und der Wartezeit bis zur Abtrennung abgeleitet. Die gemessene Retention wird in Abhängigkeit von der zugegebenen Jodmenge, der Bestrahlungsdauer und der Wartezeit untersucht. Die Experimente bestätigen den pseudomonomolekularen Mechanismus des Jodaustausches in dem System. An Hand der theoretischen und experimentellen Ergebnisse werden bereits früher veröffentilichte Arbeiten diskutiert.     

Application of Autoradiography for the Study of Penetration of Aggressive Liquids into Plastics under the Stress

Aggressive liquids are often stored and transported in plastic vessel, tanks or tubes in chemical industry. Such plastic material is exposed to both mechanical and chemical stress. This stress causes penetration of liquids into plastics. Penetration of some liquids was studied by means of autoradiography. A special device was developed for the study of penetration of aggressive liquids into plastics under stress. This device and results of measurements of such penetration are described. It is shown that penetration occurs through microsplits in the studied system.

Aggressive Flüssigkeiten werden häufig in Behältern, Tanks oder Röhren aus plasten gelagert oder transportiert. Solche Plastwerkstoffe unterliegen dabei sowohl mechanischen als auch chemischen Angriffen, die ein Durchdringen der Flüssigkeiten verursachen können. Die Durchdringung einiger solcher Flüssigkeiten wurde mittels Autoradiographie untersucht. Dazu wurde eine besondere Anordnung entwickelt, um solche Eindringvorgänge von aggressiven Flüssigkeiten unlersuchen zu können. Sowohl die Versuchsanordnung als auch einige Meβergebnisse werden beschrieben. So wurde festgestellt, daβ die Durchdringung in den untersuchten Systemen in Mikrospalten vor sich geht.     

Teil 2. Untersuchungen zur Extraktionskinetik

Die Kinetik der Extraktion von Salpetersäure durch TOA wird in einer Rührzelle mil definierter, ebener Phasengrenzfläche untersucht. Die theoretischen Beziehungen für die Auswertung der Experimente werden abgeleitet sowie die für die Interpretation der Ergebnisse notwendigen Betrachtungen zum Problem des Stoffübergangs mit chemischer Reaktion durchgefūhrt. Der Stoffübergang wurde mit zwei Testsystemen ohne chemische Reaktion und im System HSO₃/TOA in Tetra untersucht. Die Ergebnisse zeigen, duß der Hauptstoffübergangswiderstand in der organischen Phase liegt. In der wäßrigen Phase findet eine langsame Reaktion statt, die in Extraktoren mit hoher Turbulenz und großer Phasengrenzfläche die Extraktionsgeschwindigkeit begrenzt. Die Mindestverweilzeit des Gemisches in einer Trennstufe derartiger Extraktoren kann auf Grund der Meßergebnisse abgeschätzt werden.     

Über die Anreicherung des Stabilen Isotops 34S im System Hydrogensulfit/Schwefeldioxid, 2. Mitt.: Das System NH4HSO3/SO2

Es wurde im System NH₄HSO₃/SO₂ die Abhängigkeit des Gesamttrennfaktors für die ³¹S-Anreicherung von der NH₄HSO₃-Konzentration und bei Temperaturen von 20 °C und 80 °C untersucht. Für den elementaren Trennfaktor wurde bei 20 °C eine Abhängigkeit von der NH₄HSO₃-Konzentration festgestellt, während er bei 80 °C für 3…10 Mol NH₄HSO₃/l ～ = 1,007 beträgt. Die Trennstufenhöhen lagen bei 20 °C zwischen 1,23 cm und 5,55 cm und bei 80 °C zwischen 0,93 cm und 2,12 cm.     

Gamma-Radiolyse von Dimethylglyoxim

Die Strahlenresistenz von reinem und an Aktivkohle sorbiertem Dimethylglyoxim (DMG), das für die selektive Abtrennung von Palladium aus Abfallösungen der Kernbrennstoffwiederaufarbeitung geeignet ist, wurde untersucht. Die Bestrahlung erfolgte bei 20–40 °C mit einer ⁶⁰Co-γ-Bestrahlungsanlage mit Dosisleistungen von 0,6 bis 1,7 Gy/s in einem Dosisbereich von 2 kGy bis 5 MGy. Die Radiolyseprodukte wurden mit verschiedenen Methoden analysiert und die G-werte bestimmt. Es wurde gezeigt, daβ DMG bis zu Dosen von etwa 110 kGy relativ strahlenresistent ist. Bei höheren Dosen werden die reaktiven NOH-Gruppen des DMG teilweise zerstört, so daβ sie nicht mit Palladium reagieren können. In Verfahren zur Abtrennung von Palladium aus radioaktiven Abfallösungen werden diese Dosen jedoch nicht erreicht. Auf eine unzureichende Strahlenresistenz von DMG zurückzuführende Komplikationen können deshalb ausgeschlossen werden.     

Chloramine-T as Labelling Agent for Oleic Acid and Olive Oil

Olive oil and its main constituent, oleic acid, have been labelled with ¹²⁵I using chloramine-T (CAT) as an oxidizing agent. The maximum yields of labelling in different organic solvents were found to vary between 10 to 50% for oleic acid. The values for olive oil were 70% of those of oleic acid. The labelled compounds were stable in allorganic solvents except for acetone where they start to decompose after 20 min of starting the experiments. The low yields could be attributed partly to a possible labelling of CAT or to the reaction of CAT with labelled compounds or their precursores.

Olivenöl und seind Hauptbestandteil, die Oleinsäure, wurde mit ¹²⁵I markiert, wobei Cloramin-T (GAT) als Oxidationsmittel verwendet wurde. Maximale Markieungs-Ausbeuten in verschiedenen organischen Lösungsmitteln variierten zwischen 10 … 50% an Ölsäure. Die Werte für Olivenöl waren 70% von der Oleinsäure. Die markierten Verbindungen waren in allen organischen LöSungsmitteln stabil mit Ausnahme von Aceton, in welchen bereits nach 20 Minuten eine Zersetzung zu beobachten war. Die niedrigen Ausbeuten könnten teilweise auf eine mögliche Markierung des CAT oder auf eine Reaktion des CAT mit den markierten Verbindungen oder ihren Vorstufen zur¨ckgeführt werden.     

Ionisationsanalyse von Mehrkomponentengasen

Das für Zweikomponentengase übliche Eichverfahren für die Gasanalyse mit Ionisationskammern wurde theoretisch auf n-Komponenten-Gase erweiter. Die praktische Druchführbarkeit des entwickelten Verfahrens wurde an Drei- and Vierkomponentegasgemischen experimentell untersucht. In den untersuchten Fällen lagen die mittleren Abweichungen zwischen experimentellen und thoretischen Analysenwerten zwischen ±0,4 und ±2,1 Vol.-% Obwohl die Methode prinzipiell zur Analyse von Mehrkomponentengasen geeignet ist, erscheint ihre Anwendung auf komplexe Industriegase unter Betriebsbedingungen wegen der zu geringen Unterschiede der Ionisationseigenschaften vieler technischer Gase und des hohen Eichaufwandes im allgemeinen sehr schwiering.     

The Decay of 140La to Levels in 140Ce

The decay of ¹⁴⁰La to levels in ¹⁴⁰Ce has been studied in detail using a GMX-Ge and Hp-Ge coincidence spectrometer. Singles gamma-ray spectra as well as gamma-gamma coincidence were carried out to determine some γ-transitions and to insure others. Energies and relative intensities of 36 γ-transitions in the range from 26 to 3319 keV have been measured. The doubted γ-lines 936.7, 1087.9, 1303.5, 1404.2, 1415.3 and 2533.4 keV were confirmed, while other ones at 798.3, 902.0, 907.0, 1521.8 and 2494.0 keV were not observed. The two γ-lines at 1924 and 2082 keV which were a source of large discrepancies in the previous studies are confirmed in the present work to be sum peaks. Special care was paid in identifying the weak γ-transitions 936.7, 1087.9, 1415.3 and 2533.4 keV.

Es wurde der Zerfall von ¹⁴⁰La in Energienivcaus des ^l40Ce unter Verwendung eines GMX-Ge und Hp-Ge-Koinzidenzspeklrometers untersucht. Es werden einzclne Gammaspektren r und Gamma-Gamma-Koinzidenzen aufgenommen, um einige Gamma-Übergänge zu bestimmen und andere abzusichern. Die Energien und die relativen Intcnsitäten von 36 Gamma-Übergangen im Bereich von 26 … 3319 keV wurden vermessen. Die unsicheren Gamma-Linien 936,7, 1087,9, 1303,5, 1404,2, 1415,3 und 2533,4 keV wurden bestätigt, während die Linien 798,3, 902,0, 907,0, 1521,8 und 2494,0 keV nicht beobachtet werden konnten. Die zwei Gamma-Linien bei 1924 und 2082 keV, die eine Quclle groβer Unstimmigkeiten in früheren Untersuchungen gewesen sind, konnten als Summenpeaks bestätigt werden. Besondere Beachtung wurde der Zuordnung der schwachen Gamma-Übergange bei 936,7, 1087,9, 1415,3 und 2533,4 keV geschenkt.     

Die Dimensionierung von Strahlenrelais als Dreipunktregler an Regelstrecken ohne Ausgleich mit Totzeit

Die Dimensionierung von Strahlenrelais als Dreipunktregler in einfachen Regelkreisen zur Behälterstandsregelung und Behälter-standsmessung wird untersucht. Aus den Schaltzeiten ergibt sich die Bedingung für eine optimale Dimensionierung des Relais, wobei die Regeleinrichtung alle gestellten Forderungen mit der kleinstmöglichen Akticität erfüllt.     

Polarographische Nebeneinanderbestimmung von Uran und Plutonium

Es wurde eine polarographische Methode zur Nebeneinanderbestimmung von Uran(VI) und Plutonium(IV) ausgearbeitet. Um beide Spezies an der Quecksilbertropfelektrode (DME) erfassen und getrennt bestimmen zu können, wurde Citrat als Komplexbildner hinzugefügt. Die polarographische Bestimmung in diesem Medium wurde für drei verschiedene Uran: Plutonium-Konzentrationsverhältnisse, 1:1, 1:10 und 10:1, untersucht und eine Standardabweichung von < 3%, auch für die Mikrokomponente, erreicht. Für größere Konzentrationsunterschiede reicht jedoch die Differenz der Halb-Stufenpotentiale (HS)P von Uran und Plutonium nicht aus, und der Fehler der Bestimmung der Mikrokomponente wird demzufolge größer.     

Autoradiographische Untersuchungen der Erstarrung von Schmiedeblöcken

Es wurde der Erstarrungsverlauf an zwei 11 und 12 t schweren, in eine achteckige (älterer Typ) und eine zwölfeckige Kokille abgegossenen Blöcken des Stahls St 35 verglichen. Die Untersuchungen mit Hilfe des Radioisotops ^110m Ag umfaßlen den Bereich des gesamten Blocks.

Ermittelt wurde der Verlauf der Kristallisationsfront im Block in exakt festgelegten Zeitabständen von 20, 60 und 120 Minuten nach Fütlung der Kokille sowie des Wachstums der Blockhaut in horizontaler und senkrechier Richtung als Funktion-der Zeit.

Die Koeffizienten für die Erstarrung der Blöcke in horizontaler Richtung sowie die Volumina des flüssigen Stahls nach 20, 60 und 120 Minuten nach Abschluß des Gießens wurden berechnet.