Effects of Microstructural Defects on Ion-Irradiated Type-316 Stainless Steel

Microstructure defects play a very important role in the swelling of irradiated stainless steel. This work is a parametric study of the effects of microstructural defects on the swelling of ion-irradiated steel. For simplicity, vacancy loop effects were neglected. Cold working was found to play a complicated role in the swelling behavior. On one hand, it increase the bias to interstitial absorption due to the increase in dislocation density. On the other hand, it decreases the total flux of point defects to voids by the decrease of the point defect concentrations. Grain size has also a strong effect on swelling. It was found that large gain sizes produces higher swelling and vise versa, i.e. the larger the surface of grain boundaries the less the irradiation-produced swelling. Similar effects were found for precipitates.     

The Selective Flux of Sulfur and Implications for Magmatic Sulfur Isotope Fractionation

The selective flux of sulfur during magma emplacement is proposed to explain some abnormal δ³⁴S data from granitic and basaltic rocks. It is assumed that on the one hand a quasi-equilibrium isotope fractionation exists between sulfate and sulfide during magma cooling, and on the other hand a non-equilibrium fractionation occurs between the fluxed sulfur and the magmatic sulfur. The results show that at high fO₂, ³⁴S is preferably enriched in sulfate with decreasing temperature, without a corresponding depletion of sulfide in ³⁴S. The δ³⁴S value of solidified rocks is then significantly shifted in the positive direction due to the selective degassing or assimilation. Conversely, at low fO₂, ³⁴S is preferably depleted in sulfide as temperature declines, while a corresponding ³⁴S-enrichment in sulfate does not occur. As a consequence, δ³⁴S value of the rocks is driver in the negative direction.     

Origins of isotopomeric polymorphism

The complex formed between 4-methylpyridine and pentachlorophenol (4MPPCP) crystallises in a triclinic space group. If the same complex is synthesized from deuterated pentachlorophenol, it crystallizes in an entirely different monoclinic polymorph. Using solid-state NMR of samples synthesized with a full range of deuteration levels, crystallized from solution or the melt, and in the presence or absence of seeds, we have confirmed that the isotopomers indeed have different thermodynamically stable crystal structures. The roots of this phenomenon of isotopomeric polymorphism apparently lie in the differences in hydrogen bonding between the polymorphs. The triclinic form has a relatively short hydrogen bond. High-field solid-state NMR shows both the ¹H chemical shift and the ²H electric quadrupole coupling of the hydrogen involved in the bond to be strongly temperature-dependent, indicating a low-lying excited state of the hydrogen bond longitudinal vibration. Inelastic neutron scattering of isotopomers of 4MPPCP has allowed us to identify the three orthogonal vibrational modes of the hydrogen in the hydrogen bond, at 29.7, 145, and 205 meV (240, 1168, and 1651 cm^?1). The longitudinal mode is the lowest in energy, and it indicates a slightly asymmetric low-barrier double-well potential. Intrinsic to such potentials is a very small difference in zero-point energies (ZPEs) between the protonated and deuterated forms. As a contrast, the monoclinic form has a comparatively normal hydrogen bond, in which the proton and deuteron ZPEs should be different by approximately 500 cm^?1. A scenario can be envisaged where the triclinic protonated form is lower in energy than the monoclinic protonated form, but the triclinic deuterated form is higher in energy than the monoclinic deuterated form. This evidently accounts for the difference in relative stabilities of the two forms upon isotope substitution.     

Modellrechnungen zur Isotopentrennung durch Multiphotonen-Photodissoziation von Molekülen

Für stoßfreie SF₆-Moleküle werden Mulltiphotonen-Photofragmentierungswahrscheinlichkeiten im intensiven IR-LASER-Feld berechnet einschließlich der Isotopenselektivität derartiger Prozesse in Abhängigkeit von der eingestrahlten LASER-Linie, der Leistungsdichte, dem Impulsprofil und der Temperatur. Über ein quantenmechanisches Modell werden die Rotationsschtwingungsniveaus des SF₆-Moleküls, die Verstimmung zwischen LASER- und Molekülschwin-gungsfrequenz und die intramolekulare Schwingungsrelaxation berücksichtigt.     

Die Verwendung von Radionukliden für Diffusionsuntersuchungen in Ein- und Mehrphasensystemen. Eine methodische Übersicht (Zusammenfassender Bericht)

Durch die Anwendung radioaktiver Nuklide ist die Untersuchung von Selbstdiffusionsvorgängen möglich geworden.

Diffusionsprozesse stellen Vorgänge dar, bei denen Substanzen in Richtung des Ausgleiches von Konzentrationsdifferenzen in verschiedenen Teilen einer oder verschiedener Phasen transportiert werden. Die ungeordnete Wärmebewegung von Stoffteilchen geht dann makroskopisch betrachtet in eine geordnete, gerichtete Bewegung über, wenn Konzentrationsgradienten – oder genauer: Gradienten des chemischen Potentials – in dem betreffenden Gebiet anliegen. Die nach Beendigung des Prozesses eingestellte Gleichgewichtsverteilung entspricht einem Minimum an freier Energie im Diffusionssystem. Bei der Selbstdiffusion findet ebenfallseine selbständige und kontinuierliche Vermischung der Teilchen in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen als Resultat der Wärmebewegung statt, nur mit dem Unterschied, daß keine Konzentrationsgefälle im streng thermodynamischen Sinne vorliegen; im Resultat tritt ein Ausgleich der isotopcn Zusammensetzung des Systems ein.

Die Untersuchungen von Diffusions- und Selbstdiffusionsvorgängen in Festkörpern, speziell von Gitter- und Korngrenzendiffusion, geben z. B. die Möglichkeit, Rückschlüsse auf das Strukturgefüge, auf interatomare bzw.     

2. Internationale Konferenz iiber Methoden der Darstellung and Aufbewahrung markierter Verbindungen

Es wurde die Verteilung von ¹³¹J im Zeitraum von 1/2–24 h nach einer einmaligen Röntgenbestrahlung mit 0,21 C/kg verfolgt, wobei das Radiojod zu zwei verschiedenen Zeitpunkten nach der Exposition verabreicht wurde; 2 Stunden nach der Exposition bei der Gruppe T₂ und 18 Stunden bei der Gruppe T₁₈. Unterschiede in der Verteilung des Radiojods bei den Kontroll- und Versuchstieren weisen auf pathophysioloyische strahlenbedingte Organveränderungen hin.     

Isotopengeochemisches Kompartimentmodell des Stickstoffkreislaufs

Es wird ein Modell des globalen Kreislaufs des Stickstoffs und seiner Isotope beschrieben, das die folgenden geochemischen Reservoire berücksichtigt: Stickstoff in Magmatiten, Stickstoff in Metamorphiten, Stickstoff in Sedimentiten und Stickstoff der Atmosphäre. Das Modell berücksichtigt den Stickstoffaustausch zwischen Magmatiten und dem Oberen Mantel, den Übergang des Stickstoffs aus Magmatiten und Metamorphiten in die Atmosphäre und den Stickstoffaustausch zwischen Sedimentiten und der Atmosphäre und andere geochemische Prozesse.

Auf der Grundlage aller gegenwärtig zugänglichen δ¹⁵N-Werte magmatischer, metamorpher und sedimentärer Gesteine und plausibler Annahmen über die Isotopieeffekte, die bei der Bildung dieser Stickstoffflüsse wirken, werden – unter Benutzung des mathematischen Formalismus der Kompartimenttheorie – quantitative Aussagen abgeleitet über das Ausmaß des Stickstoffaustausches zwischen der Erdkruste und dem Oberen Mantel und über andere Stickstoffflüsse, die den globalen Stickstoffkreislauf charakterisieren.     

Stoffliche und isotopische Untersuchungen zur Hochdruckadsorption verschiedener Gase

The general thermodynamics in high pressure sorption processes and the isotopic shifts of the gases H₂, N₂, CH₄ und CO₂ were investigated by adsorption and desorption experiments on charcoal at pressures up to 25 MPa. The calculations of thermodynamic relations in the mentioned systems were carried out on the basis of a new three parameter equation for high pressure adsorption isotherms as well as a modified RAYLEIGH equation, in particular for the isotopic experiments.     

Isotope Effects in the Electrochemical Reduction of Oxalic Acid-D2 and Benzoic Acid-D

Abstract

The electrochemical reduction of model carboxylic acid at lead cathodes in deuterated media was studied for potential use in the synthesis of special deuterated compounds.

Oxalic acid-d₂ in D₂O gives good yields of glyoxylic acid-d₂. An unexpected large isotope effect of 5.3 ± 1.7 was found in this reaction, leading to significant depletion of deuterium content in the aldehyde group.

Benzoic acid-d in CD₃OD/diluted D₂SO₄ yields benzyl alcohol-d, 7,7-d₂. The isotope effect of 2.4 ± 1.0 is within the expected range. No deuterium is incorporated into the aromatic nucleus. Essentially unlabelled benzyl alcohol is obtained in CD₃OH/dil. H₂SO₄.     

Comparison of Makrofol-E and CR-39 as Solid State Nuclear Track Detectors

A comparison of the etching parameters as well as the neutron response for Makrofol-E and CR-39 was considered as solid state nuclear track detectors. The calculated sensitivity for both detectors was compared with the measured one. It is found that CR-39 has higher response to fast neutrons than Makrofol-E. The response increase due to decreasing the rate of layer removed and increasing the etch-pits per unit area.