Statistische Schwankungen bei Strommessungen an Detektoren für ionisierende Strahlung

Unter vereinfachenden Voraussetzungen für die Energieübertragung werden Beziehungen für den relativen mittleren quadratischen Schwankungsfehler bei Strommessungen an Ionisationskammern und anderen proportional verstärkenden Detektoren für β- und Quantenstrahhmg abgeleitet und experimentell überprüft. Analog zum Schwankungsfehler bei Impulsdichtemessungen ist das Quadrat des relativen Schwankungsfehlers für Strommessungen umgekehrt proportional dem Ionisations- bzw. Detektorstrom und der Integrationszeitkonstanten. Ferner hängt der Schwankungsfehler von den Kammerabmessungen, von der Teilchen- oder Quantenenergie und vom Fülldruck ab. Aus dem Zusammenhang zwischen Schmankungsfehler, Ionisationsstrom und Zeitkonstante ergibt sich eine natürliche Grenze für die mit einer Ionisationskammer bei vorgegebenem Sclwankungsfehler und vorgegebener Zeitkonstante kleinste meβbare Dosisleistung bzw. Strahlungsintensität.     

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.     

Grundlagen der Mehrstoffanalyse mit Elektronen- und ß-Strahlung,II. Experimentelle Untersuchungen zur effektiven Kernladungszahl für den Rückstreuprozeß

Messungen un Bleiverbindungen und wassersloffhaltigen stoffen mit β-Strahlung im Energiebereich von 0,2 bis 3 MeV zeigen, daβ die in Teil I abgeleitete Formel für die Ermittlung der Effektiven Kernladungszahl selbst bei Medien extremer Zusammensetzung anwendbar ist. Die in der Literatur häufig erwāhnten Abweichungen der errechneten Kernladungszahlen von den experimentell ermittelten Ergebnissen sind hauptsächlich auf unterschiedliche Probendichte und auf die Korngröβe der Proben zurückzuführen. In der vorliegenden Arbeit sind derartige Störungen durch entsprechende Auswahl der Meβbedingungen vermieden oder durch empirische korrekturen eliminiert worden.     

разделение изотопных молекул водорода на водородных формах синтетичеескх цеолитов

Anhand der Äquivalenz zwischen der Kaliummenge und der entsprechenden Zählrate (⁴⁰K) werden Beziehungen angegeben, die es ermöglichen, die Kaliummenge zu bestimmen, deren radiometrischer Einfluβ bei verschiedenen Gesamieffektivitäten vernachlässigbar ist. Für die häufigsten Fälle von Gesamtaktivitätsmessungen von Spaltproduktgemischen mit Hilfe der β-Strahlung sind die radiometrisch vernachlässigbaren Kaliummengen für einige Nahrungsmittel angeührt.     

Seletivitätsbestimmung von Katalysatoren zur Toluolentalkylierung durch Einsatz von Toluol-14C-7

Die bei der katalytischen Toulolentalkylierung mögliche Konkurrenzreaktion der Spaltung des aromatischen Kernes führt zu unerwünschten Verlusten an Aromaten und kann infolge ihrer starken exothermen Wärmetönung bei der technischen Realisierung des Verfahrens Schwierigkeiten bei der thermischen Beherrschung des Reaktors bewirken. Bereits in der Entwicklungsphase des Katalysators ist man somit auf ein Verfahren angewiesen, das es erlaubt, diese Ringspaltung sicher nachzuweisen und quantitativ zu bestimmen.

In der vorliegenden Arbeit wird eine Tracermethode unter Einsatz von Toluol-¹⁴C-7 beschrieben, die diese Forderung weitgehendst erfüllt.     

Kritische Einsehätzung der Isotopenmethode zur Bestimmung der Stromausbeute bei der Al-Elektrolyse

Besondere Bedutung für die Technilogie des Aluminiumprozesses hat die Feststellung der Möglichkeiten und Genauigkeit der bisher angewendeten Meβmethoden. Dafür war es notwending, eine solche Methode zu verwenden, die es erlaubt, die durch Veränderung gewisser Parameter des Produktionsprozesses entstandenen technologischen Effekte zu prüfen. Die schnellste und präziseste ist die Isotopenmethode. Eine Versuchsserie in 16 Elektrolysezellen sollte ergeben, welche Methode – entweder der Einsatz inaktiver Tracer oder der radioaktiver Traces – unter industriellen Bedingungen anwendbar ist. zur Feststellung der Strionausbeute bei geringstem experimentellem Aufwand erwies sich die Anwendung der Aktivierungsanalyse als am günstigsten. Das Ausgabngsproblem für diese Arbeitsweise war die Bestimmung der praktischen Möglichkeiten für die Markierung des Aluminiumbades mit einem inaktiven Tracer. Ähnliche Versuche werden jetzt unter Anwendung von ^110mAg und ¹⁹⁸Au durchgeführt.     

Nutzung verschiedener Auswerteverfahren für die Beurteilung der Aktivitätskonzentrierungen nach Inhalation in der Lunge

Für die Beurteilung einer Strahlenbelastung der Lunge nach Inhalation ist die Kenntnis des radioaktiven Stoffes sowie seine quantitative Verteilung von ausschlaggebender Bedeulung. Eine besonders geeignete Methode für den Nachweis der Radioaktivitāt bietet die Autoradioagraphie mikroskopischer Präparate. Es wird über Untersuchungsergebnisse nach Inhalation von ¹⁴⁴CeCl₃ bei Ratten und über Literaturergebnisse berichtet. Die Auswertung der Autoradiogramme reicht von der lichtmikroskopischen Beschreibung der Aktivitätsablagerung im Lungengewebe über die quantitative Auszählung von Aktivitäskonzentrierungen (hot spots) und der quantitativen Bestimmung der relativen Schwärzungen in Autoradiogrammen von Zellausstrichprāparaten bis hin zur Bestimmung der Aktivitätskonzentration in der Zelle. Sie führt bei α-Strahlen aussendenden Radionukliden darüber hinaus bis zur Identifizierungsmöglichkeit des inhalierten Radionuklids.

Eine besondere Bedeutung besitzt die Anwendung der Autoradiographie bei der Beurteilung von Bronchialsekreten nach innhalatorischer Aufnahme von radioaktiven Stoffen.     

Beeinflussung der Flüchtigkeit von trägerfreiem 137Cs-Chlorid bei erhöhter Temperatur durch Zusatz von Alkali- und Erdalkalisalzen

Zur Ermittlung des Einflusses von Fremdsalzen auf die Flüchtigkeit des ¹³⁷Cs beim Veraschen von biologischen Untersuchungsproben wurde trägerfreies ¹³⁷Cs-Chlorid in Platinschälchen in Gegenwart verschiedener Alkali-und Erdalkalisalze bei Temperaturen von 350…600 °C erhitzt und die aufgetretenen Verluste bestimmt. Es ziegte sich, daβ Natrium-, Kalium-, Nitrat,- Chlorid- und Carbonationen erheblich zur Erhöhung der Verluste beitragen, während die Phosphat. und Sulfationen eine starke Reduzierung der Flüchtigkeit des trägerfreien ¹³⁷Cs bewirken. Über Schluβfolgerungen für die Veraschung von biologischen Untersuchungsproben wird berichtet.     

Über die Bestrahlung von Gretreidestroh mit energiereicher Strahlung (1. Mitt.)

In der Welt fallen jährlich ca. 2 Milliarden t Getreidestroh an, die nur partiell für die Fütterung genutzt werden, weil seine Verdaulichkeit gering ist. Durch verschiedene chemische und physikalische Methoden ist seit den neunziger Jahren des vorigen Jahrhunderts versucht worden, die Verdaulichkeit des Strohs zu erhöhen (Übersicht Flachowsky [1]). 1962 berichteten Pritchard u. a. [2] über den Aufschlußeffekt von Gamma-Strablen bei Stroh.     

Der Einfluß des Atmosphärendruckes bei energiedispersiven Röntgenfluoreszenzanalysen leichter Elemente

Energiedispersive Röntgenspektrometer besitzen gegenüber wellenlängendispersiven Systemen den Vorteil einer wesentlich höheren Effektivität. Deshalb finden bei der energiedispersiven Röntgenfluoreszenzanalyse oft auch Nuklidquellen zur Anregung Verwendung. Die gebräuchlichsten Quellen dieser Art bestehen je nach Primäraktivität und Nuklid aus Scheiben mit einem Durchmesser zwischen 5 und 20 mm und einer Dicke von 5–10 mm. Damit wird von der Anregungsseite her ein einfacher Aufbau des Analysengerätes ermöglicht. Die Leistungsfähigkeit eines solchen Gerätes ist in vielen Fällen ausreichend, Spuren-elemente analytisch zu bestimmen. Deshalb ist auch die Notwendigkeit einer evakuierbaren Meßkammer oft noch umstritten. Besonders bei der Analyse leichter Elemente (mit Ordnungszahlen Z ? 20) macht sich jedoch die umgebende Atmosphäre störend bemerkbar. Dieser Einfluß ist am Beispiel des Schwefelnachweises (Z = 16) näher untersucht worden.     

Theorie und Optimierung der radiometrischen Absorptionsmethode zur Analyse von Binärsystemen

Die Arbeit behandelt theoretisch das Auflösungsvermögen der Absorptionsmethode zur Analyse von Binārsystemen bei Anwendung von monoenergetischer Gamma- und Rötgenstrahlung. Es wird eine analytische Beziehung für die Funktion Δp abgeleitet, die die kleinstmöglichen Veränderung in der Zusammensetzung des Systems chgarakterisiert und die wir noch mittelts dieser Methode in Abhängigkeit von allen zu berückischtigenden Faktoren bestimmen könne. Aus den Extremwerten der Funktion Δp werden dann die optimalen Werte der Energine, der Schichtdicke, der Strahlungshäufigkeit und die Optimalwerte der restlichen Parameter so bestimmt, daβ das Auflösungsvermögen der Methode maximal ist. Die Theorie wird auf eine Ag-Cu-Legierung angewendet.     

Aus der Praxis Behandlung radioaktiver Abwässer in der Leningrader Station

Die Notwendigkeit der Behandlung und Lagerung radioaktiver Rückstände, die beim Betrieb von Kernenergieaneanlagen und bei der Anwendung radioaktiver Nuklide für Forschungs-und instustrielle Zwecke entstehen, stellt die Wissenschaftler und Ingenieure vor eine Reihe komplizierter technologischer und ökonomischer Probleme.

Fur die Bearbeitung und Konzentrieriing flüssiger radioaktiver Rückstände werden verschiedene Methoden (Mitfällung, Destination, Ionenaustausch u. a.) und ihre Kombinationen angewandt. Die Lagerung der Rückstande ist in Form von flüssigen Konzentraten, zementierten oder bituminierten Blöcken usw. möglich. Die richtige Wahl der Bearbeitungstechnologie und ihrer Parameter sowie des Endlagerungsverfahrens für die konzentrierten Rückstände bestimmt in der Folge die ükonomische Effektivität der An- Iagen insgesamt.     

Über die Möglichkeit einer strahlenchemischen Reinigung von Abwässern,die Dodezylbenzolsulfonat und Nonylphelylpolyglykoläther enthalten

Es wurde die Möglichkeit des strahlenchemischen Abbaus einiger Detergenzien untersucht, die in Abwässern enthalten sind. Es wurde festgestellt, daß von den oberflächenaktiven Substanzen (OFAS) die den Hauptteil der aktiven Substanz der Detergenzien darstellen, die ionogenen (z. B. Dodezylbenzolsulfonat) bei verhältnismäßig niedrigeren Dosen zersetzt werden als die nichtionogenen (z. B. Nonylphenylpolyglykoläther). Bei gleicher Konzentration beider Stoffe bewirken Dosen in der Größenordnung von 5 bis 6 kGy einen höheren Grad des Abbaus bei Dodezylbenzolsulfonat als Dosen von 10 bis 20 kGy beim Nonylphenylpolyglykoläther. Versuche mit realen Abwässern, die die Präparate ?Biopon”, ?Alkasuper” und ?Kitka” enthalten, bestätigen die erkannte Gesetzmäßigkeit und zeigen die Perspektive eines strahlenchemischen Abbaus für die Reinigung von Abwässern, die ionogenc OFAS enthalten.     

Fahrbare Strahlenschutzwände

Verschiebbare und fahrbare Strahlenschutzwände für radiochemische Laboratorien werden von verschiedenen Firmen hergestellt. Für unscr Laboratoriumsgebäude ließen wir in den eigenen Werkstätten vierrädrige Gestellezur Aufnahmevon Strahlenschutzwänden aus Bleibausteinen herstellen (vgl. Abb. 1), um folgende Vorteile zu erreichen:

1. Bei Versuchen, die einen häufigen Wechsel von Prüflingen oder Anderungen des Aufbaues erfordern, ist eine bewegliche Wand zu bevorzugen. Bewegliche Bleiwände auf Schienen oder hängend, aber raumgebunden, sind finanziell sehr aufwendig und meist nur in einer Richtung veränderlich. Die von uns gebaute Schutzwand ist mit 2 festen und 2 beweglichen Rollenböcken versehen, so daß alle Richtungen befahren werden können.

2. Da Arbeiten mit γ-Strahlern häufig in den verschiedenen Raumen zeitlich verschoben ausgeführt werden, kann eine fahrbare Schutzwand für mehrere Versuchsaufbauten eingesetzt werden, so daß Abschirmmaterial eingespart wird.

3. Viele unserer Versuchseinrichtungen würden den Bau starrer Gestelle für die Aufnahme von Bleiwänden erfordern, was bei nur für kurze Zeit benotigten Versuchsaufbauten unrentabel wäre; die fahrbare Bleiwand ermoglicht auch hier Einsparungen.

4. Der Umbau einer Wand (Einsetzen von Fenstern, Manipulatoren, Öffnungen für Stulpenhandschuhe) läßt sich leicht ausführen, weil man sie in eine allseitig zugängliche Position fahren kann.

5. Durch die Stützung auf 4 Räder mit verhältnismäßig großem Abstand wird eine günstige Lastverteilung hinsichtlich Bodenbelastung erreicht.     

Untersuchungen zur Diffusion isotopischer Methanspezies

Die Diffusion spielt in der Natur, insbesondere im Zusanunenhang mit Dispersionsvorgängen, eine wesentliche Rolle. So ist beispiehweise der Vorgang der Erdgasmigratton, der nur beim Vorhandensein eines Strömungsregimes zur effektiven Akkumulation von Gas führ, üherlngert von Diffusionsprozessen, welche sowohl in lateraler als auch in vertikaler Richtung wirken. Die diffusiven Gasverluste in vertikaler Richtung können den größten Beitrag zur Isotopenfraktionierung bei der Sekundärmigration liefern.

Zur Berechnung der diffusiven Isotopenfraktionierung von Gaskomponenten im natülichen Bercich müssen die entsprechenden Diffusionskoeffizienten und Isotopieeffekte in ihrer Temperatur- und Druckabhängigkeit bekannt sein.

Im System Metham/Stickstoff wurden Diffusionsuntersuchungen in Kapillarsäulen mit verschicdenen isotopischen Methanspezies durchgeführt und die Ergebnisse mit theoretischen Ansätzen aus der kinetischen Gastheoric verglichen. Es werden weiterhin Aussagen zur Temperatur- und Druckabhängigkeit des Isotopieeffektes in den Diffusionskoeffizienten diskutiert.     

Über den Einfluß von Isotopieeffekten auf die Verbreitung der Isotope in der Natur

Die Isotopenzusammensetzung der chemischen Elemente in ihren natürlichen Vorkommen wird von kernphysikalischen Vorgängen, vom Einfall extraterrestrischer Materie und, namentlich bei den leichten Elementen (etwa bis zum Chlor), von kinetischen und thermodynamischen Isotopieeffekten beeinfluβt. Deshalb ist die Kenntnis der in der Natur wirkenden Isotopieeffekte eine entscheidende Voraussetzung für das Verständnis der Gesetzmäβigkeiten der Verbreitung der Isotope in der Natur und für die Anwendung dieser Gesetzmäβigkeiten als Mittel der geo- und kosmoswissenschaftlichen Forschung und der Umweltforschung [1].     

Über die Tätigkeit der Ständigen Kommission für die friedliche Anwendung der Atomenergie des RGW auf dem Gebiet der Isotopenproduktion

Um die Anwendung von Isotopen und Kernstrahlungen in Industrie, Medizin und Forschung in den RGW-Mitgliedsländern ihrer großen ökonomischen und wissenschaftlichen Bcdeutung entsprechend rasch und umfasscnd zu entwickeln, ist – als eine Voraussetzung – cine hinsichtlich Sortiment, Qualität und Menge leistungsfähige Produktion von radioaktiven und stabilen Isotopen, markierten Verbindungen und Strahlungsquellen notwendig. Auf Grund der Tatsache, daß es angesichts der hohen Aufwendungen, die zur allseitigen Entwicklung der genannten Zweige der Isotopenproduktion erforderlich sind, für die meisten Länder kaum durchf¨hrbar und keinesfalls rentabel ist, eine über das gesamte benötigte Sortiment reichende autonome Versorgung anzustreben, ergab sich zwangsläufig die Schlußfolgerung, auf dem Gebiet der Isotopenproduktion über den reinen Handelsaustausch von Isotopenerzeugnissen zwischen den RGW-Mitgliedsländern hinaus eine enge internationale Zusammenarbeit, angefangen bei der Koordinierung von Forschungsund Entwicklungsarbeiten über die Vereinheitlichung und Standardisierung von Präparateparametern bis zur Kooperation und Spezialisierung der Produktion, zum Nutzen aller Beteiligten zu entwickeln. Dieses Vorhaben wurde durch den Umstand erleichtert, daß, abgesehen von der UdSSR, die Isotopenproduktion in den übrigen RGW-Mitgliedsländern zur Zeit der Grundüng der Ständigen Kommission für die friedliche Anwendung der Atomenergie noch relativ wenig cntwickelt war und daß andercrseits gerade in jenen Jahren der Bedarf an Isotopenerzeugnissen in alien RGW-Mitgliedslandern stark anzusteigen begann. Als ökonomisch günstigste Lösung in dieser Situation bot sich die Organisierung einer engen Zusammenarbeit der RGW-Mitgliedsländer auf dem Gebiet der Isotopenproduktionan.     

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.     

Elektronenmikroskopische Autoradiographic an Fasern

Fasern aus Regeneratcellulose nehmen auf Grund ihrer universellen Einsatzmöglichkeiten und günstiger Rohstoffpreise eine führende Stellung unter den Chemiefasern ein [1]. Um für jeden Verwendungszweck optimal geeignetes Material zu erhalten ergeben sich oft umfangreiche physikalischchemische und technologische Untersuchungen des Herstellungsprozesses, denn der Ablauf des Vorganges der Fadenbildung ist maβgebend für die spätere Eigenschaft des Endproduktes [2]. Celluloseregeneratfasern werden nach einem Naßspinnverfahren aus Viskose, einer alkalischen Lösung von Cellulosexanthogenat, in einem sauren Fällbad erhalten [3]. Dabei läuft eine großo Zahl diffusionsabhängiger Reaktionen zwisehen Bestandteilen der Polymerlösung und des Fällbades ab. Um Kenntnisse über diese Prozesso zu erhalten, ist es erforderlich, Reaktionszonen einzelner Partner im entstehenden Faden direkt zu bestimmen. Als Untersuchungsmethode bietet sich dafür die radioaktive Markierung der interessierenden Verbindung an. Als Nachweisverfahrenist wegen der Kleinheit der vorliegenden Objekte (Fadendurchmesser etwa 10 – 15 μm) die elektronenmikroskopische Autoradiographie geeignet.     

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.