Neutron activation analysis of aluminium with radiochemical separation of 24Na

Summary In the irradiation of aluminium with fission neutrons, dominant radioactivity of ²⁴Na (t_1/2=15.03 h) is produced from the matrix element by fast neutrons via the ²⁷Al(n,) reaction. The high Compton underground resulting from this matrix radionuclide is a serious limiting factor of the determination of low contents of elemental impurities in aluminium by direct gamma ray spectrometry via indicator radionuclides with t_1/23 d. A specific removal of this matrix activity was achieved by adsorption of sodium (> 99%) on hydrated antimony pentoxide from a HCl/HF-medium, while 48 other elements remain in the eluate with yields > 99% and the elements Br, Cs, K, Rb, and Se with yields between 93–98.5%. Applying this radiochemical separation to the analysis of high purity aluminium, the limits of detection could be improved by a factor up to 200. The attainable limits of detection are at the 0.01 ng/g level for Au, Eu and Sc, at the 0.1 ng/g level for

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Neutronenaktivierungsanalyse von Aluminium mit radiochemischer Abtrennung von ²⁴Na

Zusammenfassung Bei der Bestrahlung von Aluminium mit Spaltneutronen wird durch die ²⁷Al(n,)-Reaktion aus dem Matrixelement eine dominierende Aktivität von ²⁴Na (t_1/2=15,03 h) gebildet. Der aus dieser Matrixaktivität resultierende hohe Comptonuntergrund stellt eine wesentliche Beeinträchtigung der direkten gammaspektrometrischen Bestimmung von sehr kleinen Spurenelementgehalten in Aluminium über Indicatorradionuklide mit t_1/23d dar. Eine spezifische Abtrennung dieser Matrixaktivität wurde durch Adsorption des Natriums (< 99%) an hydratisiertem Antimonpentoxid aus HCl/HF-Medium erreicht, während 48 andere Elemente mit Ausbeuten > 99% und die Elemente Br, Cs, K, Rb und Se mit Ausbeuten zwischen 93–98,5% im Eluat verbleiben. Bei Anwendung dieser radiochemischen Trennung für die Analyse von hochreinem Aluminium können die Nachweisgrenzen der INAA um einen Faktor bis 200 verbessert werden. Die erreichbaren Nachweisgrenzen liegen in der Größenordnung von 0,01 ng/g für die Elemente Au, Eu und Sc, von 0,1 ng/g für Co, Cs, Dy, Hf, Ir Lu, Mn, Re, Sb, Sm, Ta, Tb, Th, U und Yb, von 1 ng/g für Ag, As, Cd, Ce, Cr, Cu, Er, Ga, Hg, Ho, In, La, Mo, Pt, Rb, Ru, Se, Te, Tm und W und zwischen 10 ng/g und 7 g/g für die Elemente Ba, Ca, Fe, Gd, K, Nd, Ni, Os, Pd, Pr, Sn, Zn und Zr.

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Dedicated to Prof. Dr. K. H. Lieser on the occasion of his 65th birthday