Determination of rare earth element distribution patterns in rocks and minerals by neutron-activation analysis

Summary A routine procedure for determining eleven of the fourteen naturally occurring rare earth elements (REE) in rocks and minerals is described. Following thermal neutron activation the samples are decomposed, in the presence of REE carriers, by fusion with Na₂O₂. The REE are separated as a group using a gel removal technique for silica and a conventional hydroxide-fluoride cycle. The REE concentrates are then counted with a high resolution Ge(Li) spectrometer system. Chemical yields are determined by reirradiation and counting of the carrier.The high precision and accuracy of the technique have been proven through replicate analyses and through analyses of the U.S. Geological Survey standard rock, W-1. The technique, with slight modifications, has been tested to date on more than a hundred rock and mineral samples. Experience has shown that the eleven REE determined by this technique more than adequately describe the total distribution patterns for the REE in naturally occurring samples.

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Neutronenaktivierungsanalytische Bestimmung der Verteilung der Seltenen Erden in Gesteinen und Mineralien

Zusammenfassung Ein Routineverfahren für die Bestimmung von 11 Elementen der Seltenen Erden in natürlich vorkommenden Mineralien und Gesteinen wird beschrieben. Die Proben werden mit thermischen Neutronen bestrahlt und anschließend die Substanzen nach Zusatz von Trägerelementen (Seltene Erden) mit, Na₂O₂ aufgeschlossen. Die Seltenen Erden werden dann als Gruppe mittels eines Hydroxid-Fluorid-Trennverfahrens isoliert. Silicium wird als Gel abgetrennt. Die Messung der Aktivitäten in den Lanthanidenkonzentraten erfolgt mit einer Ge(Li) Gamma-Spektrometer-Meßanordnung hoher Auflösung. Die bei der chemischen Abtrennung der Seltenen Erden erzielte Ausbeute wird anschließend durch Bestrahlung der Anreicherungsprodukte und Messung der Aktivitäten der Trägerelemente bestimmt.Die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Methode wurde durch die mehrfache Analysierung bestimmter Proben und von Standardgesteinen (z.B. W-1) geprüft. Mit leichten Änderungen wurde das Verfahren an über 100 Gesteins- und Mineralproben erprobt. Es hat sich gezeigt, daß mit den 11 durch Neutronenaktivierung quantitativ bestimmten Seltenen Erden die Verteilung dieser Elementgruppe in natürlich vorkommenden Mineralien und Gesteinen hinreichend gut beschrieben werden kann.

Presented at 3. Seminar Aktivierungsanalyse, Kernforschungszentrum Karlsruhe, May 30/31, 1972.